JP2020526948A - Multi-stage doherty power amplifier and transmitter - Google Patents

Multi-stage doherty power amplifier and transmitter Download PDF

Info

Publication number
JP2020526948A
JP2020526948A JP2019565377A JP2019565377A JP2020526948A JP 2020526948 A JP2020526948 A JP 2020526948A JP 2019565377 A JP2019565377 A JP 2019565377A JP 2019565377 A JP2019565377 A JP 2019565377A JP 2020526948 A JP2020526948 A JP 2020526948A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amplifier
stage
sub
power
peaking
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
JP2019565377A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
チャンツァン ワン,
チャンツァン ワン,
Original Assignee
テレフオンアクチーボラゲット エルエム エリクソン(パブル)
テレフオンアクチーボラゲット エルエム エリクソン(パブル)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by テレフオンアクチーボラゲット エルエム エリクソン(パブル), テレフオンアクチーボラゲット エルエム エリクソン(パブル) filed Critical テレフオンアクチーボラゲット エルエム エリクソン(パブル)
Publication of JP2020526948A publication Critical patent/JP2020526948A/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02Transmitters
    • H04B1/04Circuits
    • H04B1/0475Circuits with means for limiting noise, interference or distortion
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/02Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0288Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers using a main and one or several auxiliary peaking amplifiers whereby the load is connected to the main amplifier using an impedance inverter, e.g. Doherty amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/04Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/211Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only using a combination of several amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/24Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages
    • H03F3/245Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages with semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/68Combinations of amplifiers, e.g. multi-channel amplifiers for stereophonics
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/451Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a radio frequency amplifier
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02Transmitters
    • H04B1/04Circuits
    • H04B2001/0408Circuits with power amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2614Peak power aspects
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00Network topologies
    • H04W84/02Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/04Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/042Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems

Abstract

多段ドハティ電力増幅器および送信機が提供され、多段ドハティ電力増幅器は、ネスト2ウェイ反転ドハティサブ増幅器である汎用キャリア増幅器(201)と、汎用キャリア増幅器(201)に接続された、ネストシングルエンドサブ増幅器またはネスト2ウェイ通常ドハティサブ増幅器である汎用ピーキング増幅器(202)とを含み、汎用キャリア増幅器(201)と汎用ピーキング増幅器(202)とが、汎用2ウェイ反転ドハティ電力増幅器形式で配置される。多段ドハティ電力増幅器では、コスト効果的な多段ドハティPA設計のために適応された信号電力確率分布関数(PDF)が適用され、2ウェイ通常および反転ドハティPAセルが、利得拡張効果をもつ多段ドハティPAを構築するための基本ユニットとして使用される。
【選択図】図2
A multi-stage Dougherty power amplifier and transmitter are provided, and the multi-stage Dougherty power amplifier is a general-purpose carrier amplifier (201) which is a nested 2-way inverting Doherty sub-amplifier and a nested single-ended sub-amplifier or a nested single-ended sub-amplifier connected to the general-purpose carrier amplifier (201). A general-purpose peaking amplifier (202), which is a nested 2-way normal Dougherty sub-amplifier, is included, and a general-purpose carrier amplifier (201) and a general-purpose peaking amplifier (202) are arranged in a general-purpose 2-way inverting Doherty power amplifier format. In the multi-stage Doherty power amplifier, the signal power probability distribution function (PDF) adapted for cost-effective multi-stage Doherty PA design is applied, and the 2-way normal and inverted Doherty PA cells are multi-stage Doherty PA with gain expansion effect. Used as a basic unit for building.
[Selection diagram] Fig. 2

Description

本開示の実施形態は、一般に通信の分野に関し、より詳細には、多段ドハティ電力増幅器および送信機に関する。 Embodiments of the present disclosure relate generally to the field of communications, and more specifically to multistage Dougherty power amplifiers and transmitters.

第4世代(4G)以降の移動体通信システムのセルラー基地局では、高いスペクトル効率のために高度デジタル変調方式が使用される。無線周波数(RF)信号は、大きいピーク対平均電力比(PAPR)を呈し、これは、電力増幅器(PA)において増幅される。したがって、瞬時送信電力が振幅において劇的に変化することになる。したがって、旧来のRF PAは、高PAPR刺激の場合、かなり低い平均効率という欠点があることになる。 Advanced digital modulation schemes are used in cellular base stations of 4th generation (4G) and later mobile communication systems for high spectral efficiency. Radio frequency (RF) signals exhibit a large peak-to-average power ratio (PAPR), which is amplified in the power amplifier (PA). Therefore, the instantaneous transmission power changes dramatically in amplitude. Therefore, traditional RF PAs have the disadvantage of fairly low average efficiency for high PAPR stimulation.

RF PAの効率を増加させる1つのやり方は、ドハティ電力増幅器(ドハティPA)を使用することである。古典的なドハティPA、または本開示における通常(normal)ドハティPAは、高PAPR信号のための効率を向上させるために使用され、これにより、バックオフ中にピーク出力電力から遠く離れて6dBにおいて第2の効率ピーク点が作成される。しかしながら、常に増加するPAPRに伴って、ドハティPAの主要な課題は、PAPRが6dBよりも大きい場合に高効率を維持するための限定されたドハティ領域である。 One way to increase the efficiency of RF PA is to use a Doherty power amplifier (Dougherty PA). The classic Dougherty PA, or the normal Dougherty PA in the present disclosure, is used to improve efficiency for high PAPR signals, thereby making it far away from peak output power during backoff at 6 dB. The efficiency peak point of 2 is created. However, with the ever-increasing PAPR, a major challenge for Doherty PA is the limited Doherty region to maintain high efficiency when the PAPR is greater than 6 dB.

このセクションは、本開示のより良い理解を容易にし得る態様を紹介する。したがって、このセクションの記述は、この観点において読み取られるべきであり、従来技術にあるものまたは従来技術にないものに関する承認として理解されるべきではない。 This section introduces aspects that can facilitate a better understanding of the present disclosure. Therefore, the statements in this section should be read in this regard and should not be understood as approvals for what is or is not prior art.

発明者は、ドハティの概念が多段(すなわち3つ以上の段)の変形態に拡張されていることを見つけた。これにより、変動する振幅分布について出力電力レベルのより広い範囲にわたって効率が高く保たれることが可能になる。一方、特定の振幅分布および特定の電力レベルについて平均効率が増加され得る。 The inventor found that Dougherty's concept was extended to multi-stage (ie, three or more stages) variants. This makes it possible to maintain high efficiency over a wider range of output power levels for varying amplitude distributions. On the other hand, the average efficiency can be increased for a particular amplitude distribution and a particular power level.

しかしながら、多段ドハティPAに関連する2つの問題、すなわち、限定された利得をもつ増幅器(トランジスタ)が使用される場合の低い効率の問題、および不十分な線形性の問題が確認された。低い効率は、従来の多段ドハティPA実装形態が使用される場合に必要とされる、ドライバ段において高い線形性を保証するための過大な駆動電力散逸によって引き起こされる。この問題は、ドハティPA中の電力増幅器が低い利得を有する場合、特に顕著である。不十分な線形性は、従来の多段ドハティPAにおいて、増幅器のうちのいくつか(2つの最上位段の電力増幅器以外のすべて)が、いくつかの遷移点において飽和し、これらの遷移点を超えて飽和したままであることを必要とされることによって引き起こされる。 However, two problems associated with multi-stage Dougherty PA have been identified: low efficiency problems when amplifiers (transistors) with limited gain are used, and poor linearity problems. The low efficiency is caused by excessive drive power dissipation to ensure high linearity in the driver stage, which is required when the conventional multi-stage Dougherty PA implementation is used. This problem is especially noticeable when the power amplifier in Dougherty PA has a low gain. Insufficient linearity is due to the fact that in traditional multi-stage Dougherty PAs, some of the amplifiers (all but the two top-level power amplifiers) saturate at some transition points and exceed these transition points. Caused by being required to remain saturated.

上記の問題の少なくとも一部を解決するために、多段ドハティPAおよび送信機が、本開示において提供される。本開示の実施形態が、多入力多出力(MIMO)送信機システムに限定されず、同様の問題が存在する任意の適用例シナリオに、より広範囲に適用され得ることが諒解され得る。 To solve at least some of the above problems, multi-stage Dougherty PAs and transmitters are provided in this disclosure. It can be appreciated that the embodiments of the present disclosure are not limited to multi-input, multi-output (MIMO) transmitter systems and may be applied more broadly to any application scenario in which similar problems exist.

本開示の様々な実施形態は、主に、たとえば、MIMO送信機システムにおいて、多段ドハティPAおよび送信機を提供することを目的とする。送信機は、たとえば、端末デバイスまたはネットワークデバイスであり得る。また、本開示の実施形態の他の特徴および利点は、例として、本開示の実施形態の原理を例示する、添付の図面とともに読めば、特定の実施形態の以下の説明から理解されよう。 Various embodiments of the present disclosure are primarily intended to provide multi-stage Doherty PAs and transmitters, for example in MIMO transmitter systems. The transmitter can be, for example, a terminal device or a network device. Also, other features and advantages of the embodiments of the present disclosure will be understood from the following description of the particular embodiment, when read with the accompanying drawings exemplifying the principles of the embodiments of the present disclosure, for example.

概して、本開示の実施形態は、上記の説明において指摘された問題を克服するためのネスト多段ドハティPAの概念を提供する。 In general, embodiments of the present disclosure provide the concept of a nested multi-stage Dougherty PA to overcome the problems pointed out in the above description.

第1の態様では、多段ドハティ電力増幅器が提供される。多段ドハティ電力増幅器は、ネスト2ウェイ反転ドハティサブ増幅器である汎用キャリア増幅器と、汎用キャリア増幅器に接続された、ネストシングルエンドサブ増幅器またはネスト2ウェイ通常ドハティサブ増幅器である汎用ピーキング増幅器とを含み、汎用キャリア増幅器と汎用ピーキング増幅器とが、汎用2ウェイ反転ドハティ電力増幅器形式で配置される。 In the first aspect, a multi-stage Dougherty power amplifier is provided. The multi-stage Doherty power amplifier includes a general purpose carrier amplifier which is a nested 2-way inverting Doherty sub-amplifier and a general-purpose peaking amplifier which is a nested single-ended sub-amplifier or a nested 2-way normal Doherty sub-amplifier connected to the general-purpose carrier amplifier. The amplifier and the general-purpose peaking amplifier are arranged in the general-purpose 2-way inverting Doherty power amplifier format.

一実施形態では、汎用キャリア増幅器は、サブキャリア増幅器と、サブキャリア増幅器に接続された第1のサブピーキング増幅器とを含み、サブキャリア増幅器は、第1の半導体特徴のものであり、第1のサブピーキング増幅器は、高調波終端をもつ第2の半導体特徴のものであり、第1のサブピーキング増幅器の増幅器効率が、サブキャリア増幅器の増幅器効率よりも高い。 In one embodiment, the general purpose carrier amplifier includes a subcarrier amplifier and a first subpeaking amplifier connected to the subcarrier amplifier, the subcarrier amplifier being of the first semiconductor feature and the first. The sub-peaking amplifier is characterized by a second semiconductor having a harmonic termination, and the amplifier efficiency of the first sub-peaking amplifier is higher than that of the sub-carrier amplifier.

一実施形態では、汎用ピーキング増幅器は、第2のサブピーキング増幅器を含み、第2のサブピーキング増幅器は、第1の半導体特徴のものである。 In one embodiment, the general purpose peaking amplifier includes a second sub-peaking amplifier, and the second sub-peaking amplifier is of the first semiconductor feature.

この実施形態の一実装形態では、サブキャリア増幅器および第2のサブピーキング増幅器のバイアス電圧値が正であり、第1のサブピーキング増幅器のバイアス電圧値が負である。 In one implementation of this embodiment, the bias voltage values of the subcarrier amplifier and the second subpeaking amplifier are positive, and the bias voltage value of the first subpeaking amplifier is negative.

この実施形態の一実装形態では、サブキャリア増幅器と、第1のサブピーキング増幅器と、第2のサブピーキング増幅器との間の電力比が、印加される高ピーク対平均電力比(PAPR)信号の電力分布関数(PDF)に従って決定される。 In one embodiment of this embodiment, the power ratio between the subcarrier amplifier, the first subpeaking amplifier, and the second subpeaking amplifier is the applied high peak to average power ratio (PAPR) signal. It is determined according to the power distribution function (PDF).

この実施形態の一実装形態では、第1の半導体特徴はLDMOSであり、第2の半導体特徴はGaN HEMTである。 In one implementation of this embodiment, the first semiconductor feature is LDMOS and the second semiconductor feature is GaN HEMT.

この実施形態の一実装形態では、第1のサブピーキング増幅器の電力利得が、電力利得拡張のためのサブキャリア増幅器の電力利得よりも大きく、サブキャリア増幅器の電力利得が所定の圧縮レベルに圧縮され、第1のピーキング増幅器の電力利得が圧縮されない。 In one embodiment of this embodiment, the power gain of the first subpeaking amplifier is greater than the power gain of the subcarrier amplifier for power gain expansion, and the power gain of the subcarrier amplifier is compressed to a predetermined compression level. , The power gain of the first peaking amplifier is not compressed.

この実施形態の一実装形態では、電力利得拡張の特性が、多段ドハティ電力増幅器にラインアップでまたはカスケードで接続されたドライバ増幅器へのプレディストーションを実施するように、ドライバ増幅器に対する逆特性である。 In one implementation of this embodiment, the characteristics of the power gain extension are inverse characteristics to the driver amplifier, such as performing predistortion to the driver amplifiers that are lined up or cascaded to the multistage Doherty power amplifier.

別の実施形態では、汎用ピーキング増幅器は、複数のサブピーキング増幅器を備え、最後段サブピーキング増幅器が、第1の半導体特徴のものであり、最後段サブピーキング増幅器を除く他の段のサブピーキング増幅器が、第2の半導体特徴のものであり、最後段サブピーキング増幅器を除く他の段のサブピーキング増幅器の増幅器効率が、最後段サブピーキング増幅器の増幅器効率よりも高い。 In another embodiment, the general purpose peaking amplifier comprises a plurality of sub-peaking amplifiers, the last-stage sub-peaking amplifier being the first semiconductor feature, and other stages of sub-peaking amplifiers except the last-stage sub-peaking amplifier. However, it is a feature of the second semiconductor, and the amplifier efficiency of the sub-peaking amplifiers of the other stages except the last-stage sub-peaking amplifier is higher than the amplifier efficiency of the last-stage sub-peaking amplifier.

この実施形態の一実装形態では、サブキャリア増幅器および最後段サブピーキング増幅器のバイアス電圧値が正であり、第1のサブピーキング増幅器、および最後段サブピーキング増幅器を除く他の段のサブピーキング増幅器のバイアス電圧値が負である。 In one implementation of this embodiment, the bias voltage values of the subcarrier amplifier and the last stage subpeaking amplifier are positive, and the first subpeaking amplifier and the subpeaking amplifiers of the other stages except the last stage subpeaking amplifier. The bias voltage value is negative.

この実施形態の一実装形態では、サブキャリア増幅器と、第1のサブピーキング増幅器と、複数のサブピーキング増幅器との間の電力比が、印加される高ピーク対平均電力比(PAPR)信号の電力分布関数(PDF)に従って決定される。 In one embodiment of this embodiment, the power ratio between the subcarrier amplifier, the first subpeaking amplifier, and the plurality of subpeaking amplifiers is the power of the applied high peak to average power ratio (PAPR) signal. Determined according to the distribution function (PDF).

この実施形態の一実装形態では、第1の半導体特徴はLDMOSであり、第2の半導体特徴はGaN HEMTである。 In one implementation of this embodiment, the first semiconductor feature is LDMOS and the second semiconductor feature is GaN HEMT.

この実施形態の一実装形態では、最後段サブピーキング増幅器を除く他の段のサブピーキング増幅器の電力利得が、電力利得拡張のための第1のサブピーキング増幅器の電力利得よりも高く、最後段サブピーキング増幅器を除く他の段のサブピーキング増幅器の各段のサブピーキング増幅器の電力利得が、電力利得拡張のためのその前段のサブピーキング増幅器の電力利得よりも高く、サブキャリア増幅器の電力利得が所定の圧縮レベルに圧縮され、最後段サブピーキング増幅器を除く他の段のサブピーキング増幅器の電力利得が圧縮されない。 In one embodiment of this embodiment, the power gain of the sub-peaking amplifiers of the other stages except the last-stage sub-peaking amplifier is higher than the power gain of the first sub-peaking amplifier for power gain expansion, and the last-stage sub The power gain of the sub-peaking amplifier in each stage of the sub-peaking amplifier in the other stages except the peaking amplifier is higher than the power gain of the sub-peaking amplifier in the previous stage for power gain expansion, and the power gain of the sub-carrier amplifier is predetermined. It is compressed to the compression level of, and the power gain of the sub-peaking amplifiers of other stages except the last-stage sub-peaking amplifier is not compressed.

この実施形態の一実装形態では、電力利得拡張の特性が、多段ドハティ電力増幅器にラインアップでまたはカスケードで接続されたドライバ増幅器へのプレディストーションを実施するように、ドライバ増幅器に対する逆である。 In one implementation of this embodiment, the characteristics of the power gain extension are the opposite of the driver amplifier, such as performing pre-distortion to the driver amplifiers that are lined up or cascaded to the multi-stage Doherty power amplifier.

この実施形態の一実装形態では、汎用ピーキング増幅器は、4段ドハティ電力増幅器を形成するための3つのサブピーキング増幅器を備える。 In one implementation of this embodiment, the general purpose peaking amplifier comprises three sub-peaking amplifiers for forming a four-stage Dougherty power amplifier.

第2の態様では、送信機が提供される。送信機は、複数のチャネルのベースバンド入力信号に対して信号処理を実施するように構成された信号プロセッサと、第1の態様において説明されるような多段ドハティ電力増幅器とを含む。 In the second aspect, a transmitter is provided. The transmitter includes a signal processor configured to perform signal processing on baseband input signals of a plurality of channels and a multi-stage Doherty power amplifier as described in the first aspect.

第3の態様では、デバイスが提供される。デバイスは、プロセッサと、メモリと、送信機とを含み、メモリは、プロセッサによって実行可能な命令を含むプログラムを含んでおり、送信機は、第2の態様において説明されるようなものである。 In the third aspect, the device is provided. The device includes a processor, a memory, and a transmitter, the memory including a program containing instructions that can be executed by the processor, and the transmitter is as described in the second aspect.

一実施形態では、デバイスは端末デバイスである。 In one embodiment, the device is a terminal device.

別の実施形態では、デバイスはネットワークデバイスである。 In another embodiment, the device is a network device.

本開示の様々な実施形態によれば、コスト効果的な多段ドハティPA設計のために適応された信号電力確率分布関数(PDF)が適用され、2ウェイ通常および反転ドハティPAセルが、利得拡張効果をもつ多段ドハティPAを構築するための基本ユニットとして使用される。 According to various embodiments of the present disclosure, a signal power probability distribution function (PDF) adapted for cost-effective multi-stage Dougherty PA design is applied and the 2-way normal and inverted Dougherty PA cells have a gain-enhancing effect. It is used as a basic unit for constructing a multi-stage Dougherty PA with.

本開示の様々な実施形態によれば、異なる設計のためにドハティ出力電力バックオフ範囲が区分される。異なる区分された出力電力バックオフ範囲について、異なる半導体プロセスベースのトランジスタが同時に使用される。異なる半導体プロセスベースのトランジスタは、電力、効率およびコストについての異なる需要のために分離され設計される。 According to the various embodiments of the present disclosure, the Dougherty output power backoff range is partitioned for different designs. Different semiconductor process-based transistors are used simultaneously for different partitioned output power backoff ranges. Transistors based on different semiconductor processes are designed separately for different demands for power, efficiency and cost.

本開示の様々な実施形態によれば、ドライバ増幅器の非線形性を補償するために利得拡張効果が使用される。したがって、全体的ラインアップ効率が改善される。 According to various embodiments of the present disclosure, a gain expansion effect is used to compensate for the non-linearity of the driver amplifier. Therefore, the overall lineup efficiency is improved.

本開示の様々な実施形態の上記および他の態様、特徴、および利益が、例として、同様の参照番号または文字が同様のエレメントまたは等価エレメントを指定するために使用される、添付の図面を参照しながら、以下の発明を実施するための形態から、より十分に明らかになろう。図面は、本開示の実施形態のより良い理解を容易にするために例示されており、必ずしも一定の縮尺で描かれているとは限らない。 The above and other aspects, features, and benefits of the various embodiments of the present disclosure, by way of example, refer to the accompanying drawings in which similar reference numbers or letters are used to specify similar or equivalent elements. However, it will be more fully clarified from the embodiments for carrying out the following inventions. The drawings are illustrated to facilitate a better understanding of the embodiments of the present disclosure and are not necessarily drawn to a constant scale.

無線通信ネットワークのセルの概略図である。It is the schematic of the cell of the wireless communication network. 本開示の多段ドハティPAのブロック図である。It is a block diagram of the multi-stage Doherty PA of this disclosure. 本開示の3段ドハティPAのブロック図である。It is a block diagram of the three-stage Dougherty PA of the present disclosure. 本開示の4段ドハティPAのブロック図である。It is a block diagram of the four-stage Dougherty PA of the present disclosure. 区分されたドハティ動作領域の「段階的」ハンドリングのための、本開示における汎用3段ドハティPAを示す図である。It is a figure which shows the general-purpose three-stage Dougherty PA in this disclosure for "stepwise" handling of the divided Dougherty operating area. 区分されたドハティ動作領域の「段階的」ハンドリングのための、本開示における汎用4段ドハティPAを示す図である。It is a figure which shows the general-purpose four-stage Dougherty PA in this disclosure for "stepwise" handling of a divided Dougherty operating area. 本開示におけるドハティ設計パラメータを獲得するためにどのようにPDF分析を使用すべきかを示すフローチャートである。FIG. 6 is a flow chart showing how PDF analysis should be used to obtain the Dougherty design parameters in the present disclosure. 本開示におけるドハティ動作領域の「段階的」分割の図である。It is a figure of the "stepwise" division of the Dougherty movement area in this disclosure. LDMOSおよびGaNのみのソリューションと比較した本開示における入力バイアス方式の図である。FIG. 5 is a diagram of an input bias scheme in the present disclosure compared to an LDMOS and GaN-only solution. 本開示におけるアナログプレディストーション方式の図である。It is a figure of the analog predistortion system in this disclosure. 既存のソリューションのためのラインアップ設定(a)と、より高いドライバ段およびラインアップ効率をもつ本開示におけるプレディストーションされたラインアップのためのラインアップ設定(b)とのブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of a lineup setting (a) for an existing solution and a lineup setting (b) for a pre-distorted lineup in the present disclosure with higher driver stages and lineup efficiency. 4段ドハティPAとしての本開示の技術実装形態の概略図である。It is the schematic of the technical implementation form of this disclosure as a 4-stage Dougherty PA. 本開示における供給電流対出力電力の図である。It is a figure of supply current vs. output power in this disclosure. 本開示におけるPAEおよび利得対出力電力ならびに利得拡張効果観測の図である。It is a figure of PAE and gain vs. output power and gain extension effect observation in this disclosure. 本開示における、RF出力電力対RF入力電力における利得拡張効果観測の図である。It is a figure of the gain expansion effect observation in RF output power vs. RF input power in this disclosure. 本開示の送信機の図である。It is a figure of the transmitter of this disclosure. 本開示の一実施形態による装置の簡略ブロック図である。It is a simplified block diagram of the apparatus by one Embodiment of this disclosure.

次に、いくつかの例示的な実施形態を参照しながら、本開示が説明される。これらの実施形態は、本開示の範囲に対する限定を示唆するのではなく、当業者が、本開示をより良く理解し、したがって実装することを可能にする目的で論じられるにすぎないことを理解されたい。 The present disclosure will then be described with reference to some exemplary embodiments. It is understood that these embodiments do not imply limitations to the scope of the present disclosure, but are discussed only for the purpose of allowing those skilled in the art to better understand and therefore implement the present disclosure. I want to.

本明細書で使用される「無線通信ネットワーク」という用語は、LTEアドバンスト(LTE−A)、LTE、広帯域符号分割多元接続(WCDMA)、高速パケットアクセス(HSPA)など、任意の好適な通信規格に従うネットワークを指す。さらに、無線通信ネットワークにおける端末デバイスとネットワークデバイスとの間の通信は、限定はしないが、第1世代(1G)通信プロトコル、第2世代(2G)通信プロトコル、2.5G通信プロトコル、2.75G通信プロトコル、第3世代(3G)通信プロトコル、第4世代(4G)通信プロトコル、4.5G通信プロトコル、将来の第5世代(5G)通信プロトコルを含む、任意の好適な世代の通信プロトコル、および/あるいは現在知られているかまたは将来において開発されることになる任意の他のプロトコルに従って実施され得る。 As used herein, the term "wireless communication network" is subject to any suitable communication standard, such as LTE Advanced (LTE-A), LTE, Broadband Code Division Multiple Access (WCDMA), High Speed Packet Access (HSPA). Refers to the network. Further, communication between the terminal device and the network device in the wireless communication network is not limited, but is limited to the first generation (1G) communication protocol, the second generation (2G) communication protocol, the 2.5G communication protocol, and 2.75G. Any suitable generation of communication protocols, including communication protocols, 3rd generation (3G) communication protocols, 4th generation (4G) communication protocols, 4.5G communication protocols, future 5th generation (5G) communication protocols, and / Or can be implemented according to any other protocol that is currently known or will be developed in the future.

「ネットワークデバイス」という用語は、端末デバイスがそのデバイスを介して無線通信ネットワークにアクセスし、無線通信ネットワークからサービスを受ける、無線通信ネットワークにおけるデバイスを指す。ネットワークデバイスは、無線通信ネットワークにおける基地局(BS)、アクセスポイント(AP)、サーバ、コントローラまたは任意の他の好適なデバイスを指す。BSは、たとえば、ノードB(ノードBまたはNB)、エボルブドノードB(eノードBまたはeNB)、gノードB(gNB)、リレー、フェムト、ピコなどの低電力ノードなどであり得る。 The term "network device" refers to a device in a wireless communication network in which a terminal device accesses the wireless communication network through the device and receives services from the wireless communication network. Network device refers to a base station (BS), access point (AP), server, controller or any other suitable device in a wireless communication network. The BS can be, for example, a node B (node B or NB), an evolved node B (e-node B or eNB), a g-node B (gNB), a low power node such as a relay, a femto, or a pico.

ネットワークデバイスのまたさらなる例は、マルチスタンダード無線(MSR)BSなどのMSR無線機器、基地トランシーバ局(BTS)、送信ポイント、送信ノードを含む。しかしながら、より一般的には、ネットワークデバイスは、無線通信ネットワークへの端末デバイスアクセスを可能にし、および/または与え、あるいは、無線通信ネットワークにアクセスした端末デバイスに何らかのサービスを与えることが可能な、そうするように設定された、構成された、および/または動作可能な任意の好適なデバイス(またはデバイスのグループ)を表し得る。 Further examples of network devices include MSR radio equipment such as multi-standard radio (MSR) BS, base transceiver stations (BTS), transmission points, transmission nodes. However, more generally, a network device can allow and / or provide terminal device access to a wireless communication network, or provide some service to a terminal device that has accessed the wireless communication network, so. It may represent any suitable device (or group of devices) that is configured, configured, and / or capable of operating.

「端末デバイス」という用語は、無線通信ネットワークにアクセスし、無線通信ネットワークからサービスを受けることができる、任意のエンドデバイスを指す。限定ではなく例として、端末デバイスは、モバイル端末、ユーザ機器(UE)、または他の好適なデバイスを指す。UEは、たとえば、加入者局(SS)、ポータブル加入者局、移動局(MS)、またはアクセス端末(AT)であり得る。端末デバイスは、限定はしないが、ポータブルコンピュータ、デジタルカメラなどの画像キャプチャ端末デバイス、ゲーミング端末デバイス、音楽記憶および再生器具、モバイルフォン、セルラーフォン、スマートフォン、タブレット、ウェアラブルデバイス、携帯情報端末(PDA)、車両などを含み得る。 The term "terminal device" refers to any end device that can access and receive services from a wireless communication network. By way of example, but not limited to, a terminal device refers to a mobile terminal, a user device (UE), or other suitable device. The UE can be, for example, a subscriber station (SS), a portable subscriber station, a mobile station (MS), or an access terminal (AT). Terminal devices are, but not limited to, portable computers, image capture terminal devices such as digital cameras, gaming terminal devices, music storage and playback devices, mobile phones, cellular phones, smartphones, tablets, wearable devices, personal digital assistants (PDAs). , Vehicles, etc. may be included.

端末デバイスは、たとえばサイドリンク通信のための3GPP規格を実装することによって、デバイス間(D2D)通信をサポートし得、この場合、D2D通信デバイスと呼ばれることがある。 The terminal device may support device-to-device (D2D) communication, for example by implementing a 3GPP standard for side-link communication, in which case it may be referred to as a D2D communication device.

また別の特定の例として、モノのインターネット(IoT)シナリオでは、端末デバイスは、監視および/または測定を実施し、そのような監視および/または測定の結果を別の端末デバイスおよび/またはネットワーク機器に送信する、マシンまたは他のデバイスを表し得る。端末デバイスは、この場合、マシン間(M2M)デバイスであり得、M2Mデバイスは、3GPPコンテキストではマシン型通信(MTC)デバイスと呼ばれることがある。 As yet another specific example, in the Internet of Things (IoT) scenario, a terminal device performs monitoring and / or measurements, and the results of such monitoring and / or measurements are displayed on another terminal device and / or network device. Can represent a machine or other device to send to. The terminal device can be a machine to machine (M2M) device in this case, and the M2M device is sometimes referred to as a machine to machine communication (MTC) device in the 3GPP context.

1つの特定の例として、端末デバイスは、3GPP狭帯域モノのインターネット(NB−IoT)規格を実装するUEであり得る。そのようなマシンまたはデバイスの特定の例は、センサー、電力計などの計量デバイス、産業用機械類、あるいは家庭用または個人用電気器具、たとえば、冷蔵庫、テレビジョン、時計などの個人用ウェアラブルコンピューティングデバイスなどである。他のシナリオでは、端末デバイスは車両または他の機器を表現し得、車両または他の機器は、その動作ステータスを監視することおよび/またはその動作ステータスに関して報告すること、あるいはその動作に関連付けられた他の機能が可能である。 As one particular example, the terminal device can be a UE that implements the 3GPP narrowband mono Internet of Things (NB-IoT) standard. Specific examples of such machines or devices are sensors, weighing devices such as wattmeters, industrial machinery, or household or personal appliances such as personal wearable computing such as refrigerators, televisions, watches. Devices and so on. In other scenarios, the terminal device may represent a vehicle or other device, and the vehicle or other device may monitor its operating status and / or report on its operating status, or be associated with its operation. Other functions are possible.

本明細書で使用される「第1の」および「第2の」という用語は、異なるエレメントを指す。単数形「a」および「an」は、コンテキストが別段に明確に示すのでなければ、複数形をも含むものとする。本明細書で使用される「備える、含む(comprises)」、「備える、含む(comprising)」、「有する(has)」、「有する(having)」、「含む(includes)」および/または「含む(including)」という用語は、述べられた特徴、エレメント、および/または構成要素などの存在を指定するが、1つまたは複数の他の特徴、エレメント、構成要素および/またはそれらの組合せの存在または追加を排除しない。「に基づいて」という用語は、「に少なくとも部分的に基づいて」として読み取られるべきである。「一実施形態(one embodiment)」および「一実施形態(an embodiment)」という用語は、「少なくとも1つの実施形態」として読み取られるべきである。「別の実施形態」という用語は、「少なくとも1つの他の実施形態」として読み取られるべきである。明示的および暗黙的な他の規定が、以下で含まれ得る。 As used herein, the terms "first" and "second" refer to different elements. The singular forms "a" and "an" shall also include the plural form, unless the context specifically indicates. As used herein, "comprises," "comprising," "has," "having," "includes," and / or "includes." The term "inclusion" specifies the presence of the described features, elements, and / or components, but the presence or combination of one or more other features, elements, components and / or combinations thereof. Do not rule out additions. The term "based on" should be read as "at least partially based on." The terms "one embodied" and "an embodied" should be read as "at least one embodiment". The term "another embodiment" should be read as "at least one other embodiment". Other explicit and implicit provisions may be included below.

次に、図面を参照しながら、本開示のいくつかの例示的な実施形態が以下で説明される。最初に、無線通信ネットワーク100の概略図を示す、図1への参照が行われる。図1に、無線通信ネットワーク100におけるネットワークデバイス101と端末デバイス102とを示す。図1の例では、ネットワークデバイス101は、端末デバイス102のためにサーブする。 Next, with reference to the drawings, some exemplary embodiments of the present disclosure will be described below. First, a reference is made to FIG. 1, which shows a schematic diagram of the wireless communication network 100. FIG. 1 shows a network device 101 and a terminal device 102 in the wireless communication network 100. In the example of FIG. 1, the network device 101 serves for the terminal device 102.

図1の設定は、本開示の範囲に関する限定を示唆することなしに、例示の目的で説明されるにすぎないことを理解されたい。無線通信ネットワーク100が任意の好適な数の端末デバイスおよび/またはネットワークデバイスを含み得、他の好適な設定を有し得ることを、当業者は諒解されよう。 It should be understood that the settings in FIG. 1 are provided for illustrative purposes only, without suggesting any limitations regarding the scope of the present disclosure. Those skilled in the art will appreciate that the wireless communication network 100 may include any suitable number of terminal and / or network devices and may have other suitable settings.

便宜上、以下の実施形態では、一例としてMIMOシステムを挙げて説明が与えられるが、実施形態はMIMOシステムに限定されず、衛星システムなど、マルチチャネル電力増幅器に関係する任意のシステムが、すべて、本開示において実現可能である。 For convenience, the following embodiments are given by taking a MIMO system as an example, but the embodiments are not limited to MIMO systems, and any system related to a multi-channel power amplifier, such as a satellite system, is all present. It is feasible in disclosure.

発明の概要で説明される問題、すなわち、低い効率の問題および不十分な線形性の問題、のうちの少なくとも1つを解決するために、本開示が提案される。添付の図面および特定の実装形態を参照しながら本開示の実施形態が以下で説明される。 The present disclosure is proposed to solve at least one of the problems described in the context of the invention, namely the problem of low efficiency and the problem of poor linearity. Embodiments of the present disclosure are described below with reference to the accompanying drawings and specific embodiments.

実施形態の第1の態様
この実施形態では多段ドハティ電力増幅器が提供される。多段ドハティ電力増幅器は、端末デバイスにおけるまたはネットワークデバイスにおけるマルチアンテナ送信機など、送信機において実装される。
First Embodiment In this embodiment, a multi-stage Dougherty power amplifier is provided. Multi-stage Dougherty power amplifiers are implemented in transmitters, such as multi-antenna transmitters in terminal devices or network devices.

図2は、本開示の多段ドハティ電力増幅器200のブロック図を示す。図2に示されているように、多段ドハティ電力増幅器200は、汎用キャリア増幅器201と、汎用ピーキング増幅器202とを含み得る。汎用キャリア増幅器201は、ネスト2ウェイ反転ドハティサブ増幅器であり、汎用ピーキング増幅器202は、ネストシングルエンドサブ増幅器またはネスト2ウェイ通常ドハティサブ増幅器である。この実施形態では、汎用キャリア増幅器201と汎用ピーキング増幅器202とは、汎用2ウェイ反転ドハティ電力増幅器形式で配置され、したがって、多段ドハティ電力増幅器200は、汎用反転ドハティトポロジーにある。この配置によって、スマートバイアス方式、アナログプレディストーション、および段階的ドハティ動作区分が以下で説明されるように実現され得る。 FIG. 2 shows a block diagram of the multi-stage Dougherty power amplifier 200 of the present disclosure. As shown in FIG. 2, the multi-stage Dougherty power amplifier 200 may include a general purpose carrier amplifier 201 and a general purpose peaking amplifier 202. The general purpose carrier amplifier 201 is a nested 2-way inverting doherty sub-amplifier, and the general-purpose peaking amplifier 202 is a nested single-ended sub-amplifier or a nested 2-way normal doherty sub-amplifier. In this embodiment, the general purpose carrier amplifier 201 and the general purpose peaking amplifier 202 are arranged in the general purpose 2-way inverting Doherty power amplifier format, so that the multistage Doherty power amplifier 200 is in the general purpose inverting Doherty topology. With this arrangement, smart bias schemes, analog pre-distortion, and gradual Dougherty operation divisions can be realized as described below.

この実施形態では、多段ドハティPA200は、それぞれ汎用キャリア増幅および汎用ピーキング増幅のための、複数のネストサブ増幅器セルを含む。したがって、多段ドハティPA200は、グローバル反転ドハティ設定、ただし、それぞれキャリアサブ増幅器のための反転ドハティおよびピーキングサブ増幅器のための通常ドハティをもつ、ネストドハティPAである。 In this embodiment, the multi-stage Dougherty PA 200 includes a plurality of nested sub-amplifier cells for general purpose carrier amplification and general purpose peaking amplification, respectively. Thus, the multi-stage Doherty PA 200 is a nested Doherty PA with a global inverted Doherty setting, but with an inverted Doherty for the carrier sub-amplifier and a normal Doherty for the peaking sub-amplifier, respectively.

この実施形態では、多段ドハティPAは、2ウェイドハティ増幅器セルとしてのユニット増幅器を含む。汎用キャリア増幅器について、ドハティセルは反転構造にある。汎用ピーキング増幅器について、ドハティセルは通常ドハティ構造にある。グローバル構造は反転ドハティPAである。 In this embodiment, the multi-stage Dougherty PA includes a unit amplifier as a two-way Dougherty amplifier cell. For general purpose carrier amplifiers, the doherty cell has an inverting structure. For general purpose peaking amplifiers, the Doherty cell is usually in a Doherty structure. The global structure is inverted Dougherty PA.

この実施形態では、多段ドハティPAの複数のネストサブ増幅器は、一様に設計されず、高PAPR信号の電力分布関数(PDF)に基づく特殊な出力電力バックオフ範囲に専用である。したがって、サブ増幅器のうちのいくつかについて半導体プロセスおよび設計メトリックが異なる。この実施形態では、効率のためにドハティ領域に沿う中心セルが優先されるべきであり、線形性、コストまたは高電力レベルのためにサイドセルが優先されるべきである。たとえば、サイドセルは、LDMOSの半導体プロセスを使用することによって形成され得、中心セルは、GaN HEMTの半導体プロセスを使用することによって形成され得る。 In this embodiment, the multiple nested sub-amplifiers of the multi-stage Doherty PA are not uniformly designed and are dedicated to a special output power backoff range based on the power distribution function (PDF) of the high PAPR signal. Therefore, some of the sub-amplifiers have different semiconductor process and design metrics. In this embodiment, the central cell along the Doherty region should be prioritized for efficiency and the side cell should be preferred for linearity, cost or high power level. For example, the side cell can be formed by using the LDMOS semiconductor process and the center cell can be formed by using the GaN HEMT semiconductor process.

この実施形態では、電力比がPDFによって規定され、すなわち、サブ増幅器の間の電力比が、印加される高PAPR信号のPDFに従って決定され、したがって、サブ増幅器の電力が、印加される高PAPR信号のPDFに適応することができる。PDFが高いほど、高い効率のトランジスタが使用されるべきである。 In this embodiment, the power ratio is defined by the PDF, i.e. the power ratio between the sub-amplifiers is determined according to the PDF of the applied high PAPR signal, and thus the power of the sub-amplifier is applied to the high PAPR signal. Can be adapted to PDF. The higher the PDF, the higher the efficiency of the transistor should be used.

一実装形態では、汎用キャリア増幅器201は、サブキャリア増幅器と、第1のサブピーキング増幅器とを含み、汎用ピーキング増幅器202は、少なくとも1つのサブピーキング増幅器を含む。 In one implementation, the general purpose carrier amplifier 201 includes a subcarrier amplifier and a first subpeaking amplifier, and the general purpose peaking amplifier 202 includes at least one subpeaking amplifier.

この実装形態では、サブキャリア増幅器は、第1の半導体特徴のものであり、すなわち、第1の半導体プロセスを使用することによって設計され、第1のサブピーキング増幅器は、第2の半導体特徴のものであり、すなわち、効率向上のための高調波終端をもつ第2の半導体プロセスを使用することによって設計され、第1のサブピーキング増幅器の増幅器効率が、サブキャリア増幅器の増幅器効率よりも高い。 In this implementation, the subcarrier amplifier is of the first semiconductor feature, i.e., designed by using the first semiconductor process, and the first subpeaking amplifier is of the second semiconductor feature. That is, the amplifier efficiency of the first subpeaking amplifier is higher than that of the subcarrier amplifier, which is designed by using a second semiconductor process having a harmonic termination for efficiency improvement.

一例として、汎用ピーキング増幅器202は、第2のサブピーキング増幅器を含み、第2のサブピーキング増幅器は、第1の半導体特徴のものであり、すなわち、第1の半導体プロセスを使用することによって設計される。 As an example, the general purpose peaking amplifier 202 includes a second sub-peaking amplifier, the second sub-peaking amplifier is of the first semiconductor feature, i.e., designed by using the first semiconductor process. To.

この例では、中心セル、すなわち、汎用キャリア増幅器201の第1のサブピーキング増幅器の増幅器効率が、サイドセル、すなわち、汎用キャリア増幅器201のサブキャリア増幅器および汎用ピーキング増幅器202の第2のサブピーキング増幅器の増幅器効率よりも高い。 In this example, the amplifier efficiency of the central cell, i.e. the first sub-peaking amplifier of the general purpose carrier amplifier 201, is the side cell, i.e. the subcarrier amplifier of the general purpose carrier amplifier 201 and the second sub-peaking amplifier of the general purpose peaking amplifier 202. Higher than amplifier efficiency.

図3は、3段ドハティPA300を示し、図3に示されているように、3段ドハティPA300は、サブキャリア増幅器(C)と第1のサブピーキング増幅器(P1)とが反転ドハティサブ増幅器を構築するように、ネスト様式で実装される。この反転ドハティサブ増幅器は、第2のピーキング増幅器(P2)の観点から汎用キャリア増幅器として使用され得る。汎用キャリア増幅器と第2のピーキング増幅器(P2)とは、別の反転ドハティ、すなわち、多段ドハティ電力増幅器200を形成する。さらに、第1のサブピーキング増幅器(P1)は、GaN HEMTなど、効率向上のための高調波終端をもつ高効率半導体プロセスを使用し、サブキャリア増幅器(C)と第2のピーキング増幅器(P2)とは、LDMOSなど、より少ないコストをもつ中間効率半導体プロセスを使用する。 FIG. 3 shows a three-stage Dougherty PA300, and as shown in FIG. 3, in the three-stage Dougherty PA300, a subcarrier amplifier (C) and a first subpeaking amplifier (P1) construct an inverting Doherty subamplifier. It is implemented in a nested fashion so that it does. This inverting Doherty sub-amplifier can be used as a general-purpose carrier amplifier from the viewpoint of the second peaking amplifier (P2). The general-purpose carrier amplifier and the second peaking amplifier (P2) form another inverting Doherty, that is, a multi-stage Doherty power amplifier 200. Further, the first sub-peaking amplifier (P1) uses a high-efficiency semiconductor process having a harmonic termination for improving efficiency, such as GaN HEMT, and the sub-carrier amplifier (C) and the second peaking amplifier (P2). Uses an intermediate efficiency semiconductor process with lower cost, such as LDMOS.

別の例として、汎用ピーキング増幅器202は、複数のサブピーキング増幅器を含み、最後段サブピーキング増幅器が、第1の半導体特徴のものであり、すなわち、第1の半導体プロセスを使用することによって設計され、最後段サブピーキング増幅器を除く他の段のサブピーキング増幅器が、第2の半導体特徴のものであり、すなわち、第2の半導体プロセスを使用することによって設計され、上記で説明されたように、最後段サブピーキング増幅器を除く他の段のサブピーキング増幅器の増幅器効率が、最後段サブピーキング増幅器の増幅器効率よりも高い。 As another example, the general purpose peaking amplifier 202 includes a plurality of sub-peaking amplifiers, the last stage sub-peaking amplifier is of the first semiconductor feature, i.e. designed by using the first semiconductor process. The sub-peaking amplifiers of the other stages, except the last-stage sub-peaking amplifier, are of the second semiconductor feature, i.e., designed by using the second semiconductor process, as described above. The amplifier efficiency of the sub-peaking amplifiers of the other stages except the last-stage sub-peaking amplifier is higher than the amplifier efficiency of the last-stage sub-peaking amplifier.

この例では、中心セル、すなわち、汎用キャリア増幅器201の第1のサブピーキング増幅器および汎用ピーキング増幅器202の最後段サブピーキング増幅器を除く他の段のサブピーキング増幅器、の増幅器効率は、サイドセル、すなわち、汎用キャリア増幅器201のサブキャリア増幅器および汎用ピーキング増幅器202の最後段サブピーキング増幅器の増幅器効率よりも高い。 In this example, the amplifier efficiency of the central cell, i.e., the first sub-peaking amplifier of the general-purpose carrier amplifier 201 and the sub-peaking amplifiers of the other stages except the last-stage sub-peaking amplifier of the general-purpose peaking amplifier 202, is the side cell, that is, the side cell. It is higher than the amplifier efficiency of the subcarrier amplifier of the general-purpose carrier amplifier 201 and the final stage sub-peaking amplifier of the general-purpose peaking amplifier 202.

図4は、4段ドハティPA400を示し、図4に示されているように、4段ドハティPA400は、サブキャリア増幅器(C)と第1のサブピーキング増幅器(P1)とによって形成される反転ドハティサブ増幅器が、汎用キャリア増幅器201として機能することができ、第2のサブピーキング増幅器(P2)と第3のサブピーキング増幅器(P3)とによって形成される通常ドハティサブ増幅器が、汎用ピーキング増幅器202として機能することができるように、ネスト様式で実装される。ドハティPA400全体は、汎用サブ増幅器セルによって形成される反転ドハティトポロジーにある。その上、中心セル、すなわち、第1のサブピーキング増幅器(P1)と第2のサブピーキング増幅器(P2)とは、GaN HEMTなど、効率向上のための高調波終端をもつ高効率半導体プロセスを使用し、サイドセル、すなわち、サブキャリア増幅器(C)と第3のサブピーキング増幅器(P3)とは、LDMOSなど、より少ないコストをもつ中間効率半導体プロセスを使用する。 FIG. 4 shows a four-stage Dougherty PA400, and as shown in FIG. 4, the four-stage Dougherty PA400 is an inverted Doherty sub formed by a subcarrier amplifier (C) and a first subpeaking amplifier (P1). The amplifier can function as the general purpose carrier amplifier 201, and the normal Dougherty sub-amplifier formed by the second sub-peaking amplifier (P2) and the third sub-peaking amplifier (P3) functions as the general-purpose peaking amplifier 202. It is implemented in a nested fashion so that it can be done. The entire Doherty PA400 is in an inverted Doherty topology formed by general purpose sub-amplifier cells. Moreover, the central cell, i.e., the first sub-peaking amplifier (P1) and the second sub-peaking amplifier (P2), uses a high efficiency semiconductor process with harmonic termination to improve efficiency, such as GaN HEMT. However, the side cells, i.e., the subcarrier amplifier (C) and the third subpeaking amplifier (P3), use a less costly intermediate efficiency semiconductor process such as LDMOS.

図3〜図4に示されているトポロジーを利用することによって、いくつかの高度な特徴がこの実施形態において達成され得る。詳細には、理論上のピーク効率点は常にまたは一様には分布されない。この実施形態では、ピーク効率点は、印加される高PAPR信号のPDFによって与えられる重みをとっている。ピーク効率点は、電力分布の確率によって優先度を付けられ、整形される。したがって、PA設計は、様々な信号特性に適応するためによりフレキシブルである。たとえば、図5および図6は、高PAPR信号PDFプロットと比較した、それぞれ本開示における3段ドハティPA実施形態および4段ドハティPA実施形態における効率対出力電力バックオフを示す。 By utilizing the topologies shown in FIGS. 3-4, some advanced features can be achieved in this embodiment. In detail, theoretical peak efficiency points are not always or uniformly distributed. In this embodiment, the peak efficiency points take the weight given by the PDF of the applied high PAPR signal. Peak efficiency points are prioritized and shaped by the probability of power distribution. Therefore, the PA design is more flexible to adapt to different signal characteristics. For example, FIGS. 5 and 6 show efficiency vs. output power backoff in the three-stage Doherty PA embodiment and the four-stage Doherty PA embodiment of the present disclosure, respectively, compared to the high PAPR signal PDF plot.

図5では、(a)に示されているように、既存のソリューションは、ドハティ動作の異なる領域についての増幅器設計パラメータに優先度を付けておらず、一部の低電力確率エリアでは、割り振られる効率および電力が高電力確率エリアと同じくらい高い。(b)に示されているように、本開示では、ドハティ領域は3つに分割され、中心ピーキング効率点が、効率を優先させるために高調波終端をもつ高効率PA(P1)を使用する。また、サイドピーキング効率点が、低電力確率エリアのみにある。したがって、サイドピーキング効率点は、効率についてより低い優先度で扱われ得、これは、コストを減少させるのを助け得る。 In FIG. 5, as shown in (a), existing solutions do not prioritize amplifier design parameters for different regions of Dougherty operation and are allocated in some low power probability areas. Efficiency and power are as high as high power probability areas. As shown in (b), in the present disclosure, the Dougherty region is divided into three, and the central peaking efficiency point uses a high efficiency PA (P1) having a harmonic termination to prioritize efficiency. .. Also, the side peaking efficiency point is only in the low power probability area. Therefore, side-peaking efficiency points can be treated with a lower priority for efficiency, which can help reduce costs.

図6では、(a)に示されているように、既存のソリューションにおける4つのピーキング効率点が、半導体プロセスおよび設計方法において一様に扱われたかまたは設計されており、たとえば、4つのピーキング効率点が対応する増幅器は、印加される高PAPR信号のPDFを考慮することなしに、すべて、GaN HEMTから作られ、したがって、リソース利用が減少しており、より多くの段が必要とされる。(b)に示されているように、本開示では、設計パラメータは、印加される高PAPR信号のPDFのプロファイルに従って、異なる低(L)、中間(M)および高(H)レベルによる出力電力、利得、効率、線形性を含み、差動的に選択される。 In FIG. 6, as shown in (a), the four peaking efficiency points in the existing solution are treated or designed uniformly in the semiconductor process and design method, eg, four peaking efficiencies. The point-corresponding amplifiers are all made from GaN HEMTs, without considering the PDF of the applied high PAPR signal, thus reducing resource utilization and requiring more stages. As shown in (b), in the present disclosure, the design parameters are output powers at different low (L), intermediate (M) and high (H) levels according to the PDF profile of the applied high PAPR signal. , Gain, efficiency, linearity, and differentially selected.

この実施形態では、多段ドハティPAのための設計パラメータは、図7に示されているように、印加される高PAPR信号のPDFから獲得され得る。 In this embodiment, the design parameters for the multi-stage Doherty PA can be obtained from the PDF of the applied high PAPR signal, as shown in FIG.

図7に示されている方法の場合、効率対出力電力バックオフは、3つの領域に分割され、ドハティPA設計のための「段階的」形状マスクを形成することができる。図8は、3つの段階、すなわち、利得および/または電力および/または線形性のために効率を犠牲にする段1と、効率のために他を犠牲にする段2と、電力のために効率を犠牲にする段3とを示し、これは、より効率的なリソース利用を獲得するために、ドハティPAの異なる設計パラメータに優先度を付け、多段ドハティPA設計のためのコスト効果的なソリューションをもたらし得る。 For the method shown in FIG. 7, the efficiency vs. output power backoff can be divided into three regions to form a "gradual" shape mask for the Dougherty PA design. FIG. 8 shows three stages: stage 1, which sacrifices efficiency for gain and / or power and / or linearity, stage 2, which sacrifices others for efficiency, and efficiency for power. Shows step 3 at the expense of, which prioritizes different design parameters of Dougherty PA to obtain more efficient resource utilization and provides a cost-effective solution for multi-Dougherty PA design. Can bring.

この実施形態では、図8に示されているように、効率対出力電力バックオフ曲線は、異なる技術、設計方法などを採用することによって、「段階的」である。したがって、印加される高PAPR信号のPDFに従って異なる半導体特徴をもつトランジスタが使用されるので、高出力増幅器のためのコスト効果的なソリューションが提供される。 In this embodiment, as shown in FIG. 8, the efficiency vs. output power backoff curve is "stepwise" by adopting different techniques, design methods, and the like. Therefore, transistors with different semiconductor characteristics are used according to the PDF of the applied high PAPR signal, providing a cost effective solution for high power amplifiers.

この実施形態では、サイドセルは、LDMOSなど、中間効率半導体プロセスを使用することによって設計され、(1つまたは複数の)中心セルは、GaN HEMTなど、高効率半導体プロセスを使用することによって設計されるので、サイドセルのバイアス電圧値が正であり、(1つまたは複数の)中心セルの(1つまたは複数の)バイアス電圧値が負である。したがって、本開示は、単一技術プロセスに基づく既存のソリューションと比較してより妥当な入力バイアス方式を提供する。図9は、一例として4段ドハティPAを挙げる既存のソリューションおよび(LDMOSおよびGaN HEMTを含む)本開示におけるLDMOSおよびGaN HEMTの入力バイアス(ベース/ゲート)方式を示す。 In this embodiment, the side cells are designed by using an intermediate efficiency semiconductor process such as LDMOS and the central cell (s) are designed by using a high efficiency semiconductor process such as GaN HEMT. Therefore, the bias voltage value of the side cell is positive, and the bias voltage value of the center cell (one or more) is negative. Therefore, the present disclosure provides a more reasonable input bias scheme as compared to existing solutions based on a single technology process. FIG. 9 shows an existing solution that cites a four-stage Doherty PA as an example and an input bias (base / gate) scheme for LDMOS and GaN HEMTs in the present disclosure (including LDMOS and GaN HEMTs).

LDMOSまたはGaN HEMTのための、図9に示されている配置によって、多段ドハティPAにおける最初にオンになったサブ増幅器(図9に示されている「キャリア」)が、影響を及ぼされることがなく、低電力モード中に高効率を提供する。ピーキング増幅器(図9に示されている「ピーク1」、「ピーク2」および「ピーク3」)は、負入力バイアスを印加することによって完全に停止され得る。しかしながら、一部のPACC(電力増幅器制御回路)が、限定により、最適な負バイアスを提供することができず、これは、多段ドハティPAの最後のピーキング増幅器(図9に示されている「ピーク3」)が、最適な状態においてバイアスされることを困難にする。 The arrangement shown in FIG. 9 for LDMOS or GaN HEMTs can affect the first turned-on sub-amplifier (“carrier” shown in FIG. 9) in a multi-stage Dougherty PA. Provides high efficiency during low power mode. The peaking amplifiers (“Peak 1”, “Peak 2” and “Peak 3” shown in FIG. 9) can be completely shut down by applying a negative input bias. However, some PACCs (Power Amplifier Control Circuits) are unable to provide optimal negative bias due to limitations, which is the final peaking amplifier of the multistage Doherty PA (the "peak" shown in FIG. 9). 3 ”) makes it difficult to be biased in the optimum state.

比較して、本開示は、インターリーブされた様式で入力バイアス極性を配置し、これは、キャリア増幅器(図9に示されている「キャリア」)のための正入力バイアスを使用し、中間ピーキング増幅器(図9に示されている「ピーク1」、「ピーク2」および「ピーク3」)が、負入力バイアスでバイアスされ、最後のピーキング増幅器(図9に示されている「ピーク3」)が、正に戻るかまたは入力バイアスとしての0値に接近する。 In comparison, the present disclosure arranges the input bias polarity in an interleaved fashion, which uses a positive input bias for the carrier amplifier (the "carrier" shown in FIG. 9) and an intermediate peaking amplifier. ("Peak 1", "Peak 2" and "Peak 3" shown in FIG. 9) are biased with a negative input bias and the last peaking amplifier ("Peak 3" shown in FIG. 9) , Returns to positive or approaches 0 as an input bias.

この配置の場合、正入力バイアスと負入力バイアスの両方が単一の多段ドハティPA設計において使用され得るので、入力バイアス範囲が大幅に拡張されることになる。拡張された入力バイアス範囲は、もはや単調に減少せず、0に復帰し、これは、多段ドハティPA設計のための限定されたバイアス電圧範囲を必要とするにすぎず、適切な能動負荷変調効果のための設計を簡略化する。したがって、一様な半導体プロセスを使用することによるゲートバイアス方式の困難が緩和され、多段ドハティバイアス方式がより容易な様式で実現され得る。 With this arrangement, both positive and negative input biases can be used in a single multi-stage Dougherty PA design, which greatly extends the input bias range. The extended input bias range no longer monotonously decreases and returns to 0, which only requires a limited bias voltage range for multi-stage Dougherty PA design and has a suitable active load modulation effect. Simplify the design for. Therefore, the difficulty of the gate bias method due to the use of a uniform semiconductor process can be alleviated, and the multi-stage Doherty bias method can be realized in a simpler manner.

この実施形態では、本開示は、ドライバ段増幅器およびラインアップPAE(電力付加効率)をブーストするアナログプレディストーション方式を提供する。それは、電力利得拡張である。電力利得拡張では、後者のサブ増幅器の電力利得が、最後段サブ増幅器を除く前者のサブ増幅器の電力利得よりも大きい。 In this embodiment, the present disclosure provides a driver stage amplifier and an analog predistortion scheme that boosts the lineup PAE (power addition efficiency). It is a power gain extension. In the power gain expansion, the power gain of the latter sub-amplifier is larger than the power gain of the former sub-amplifier excluding the last-stage sub-amplifier.

一例として3段ドハティPAを挙げると、第1のサブピーキング増幅器の電力利得が、電力利得拡張のためのサブキャリア増幅器の電力利得よりも大きく、サブキャリア増幅器の電力利得が所定の圧縮レベルに圧縮され、第1のピーキング増幅器の電力利得が圧縮されない。 Taking the 3-stage Doherty PA as an example, the power gain of the first sub-peaking amplifier is larger than the power gain of the sub-carrier amplifier for power gain expansion, and the power gain of the sub-carrier amplifier is compressed to a predetermined compression level. And the power gain of the first peaking amplifier is not compressed.

一例として3段以外の多段ドハティPAを挙げると、最後段サブピーキング増幅器を除く他の段のサブピーキング増幅器の電力利得が、電力利得拡張のための第1のサブピーキング増幅器の電力利得よりも高く、最後段サブピーキング増幅器を除く他の段のサブピーキング増幅器の各段のサブピーキング増幅器の電力利得が、電力利得拡張のためのその前段の電力利得よりも高く、サブキャリア増幅器の電力利得が所定の圧縮レベルに圧縮され、最後段サブピーキング増幅器を除く他の段のサブピーキング増幅器の電力利得が圧縮されない。4段ドハティPAの場合、第1のサブピーキング増幅器の電力利得が、キャリアサブ増幅器の電力利得よりも大きく、第2のサブピーキング増幅器の電力利得が、第1のサブピーキング増幅器の電力利得よりも大きい。 Taking a multi-stage Doherty PA other than the three stages as an example, the power gain of the sub-peaking amplifiers of the other stages except the last-stage sub-peaking amplifier is higher than the power gain of the first sub-peaking amplifier for power gain expansion. , The power gain of the sub-peaking amplifier of each stage of the sub-peaking amplifier of the other stages except the last stage sub-peaking amplifier is higher than the power gain of the previous stage for power gain expansion, and the power gain of the sub-carrier amplifier is predetermined. It is compressed to the compression level of, and the power gain of the sub-peaking amplifiers of other stages except the last-stage sub-peaking amplifier is not compressed. In the case of 4-stage Dougherty PA, the power gain of the first sub-peaking amplifier is larger than the power gain of the carrier sub-amplifier, and the power gain of the second sub-peaking amplifier is larger than the power gain of the first sub-peaking amplifier. large.

この実施形態では、利得拡張特性は、多段ドハティ電力増幅器にラインアップでまたはカスケードで接続されたドライバ増幅器の電力利得圧縮が補償され得るように、すなわち、ドライバ増幅器へのプレディストーションを実施するように、ドライバ増幅器に対する逆特性である。 In this embodiment, the gain expansion characteristic is such that the power gain compression of the driver amplifier connected in line or cascade to the multi-stage Doherty power amplifier can be compensated, i.e., predistortion to the driver amplifier is performed. , The opposite characteristic to the driver amplifier.

図10は、本開示におけるアナログプレディストーション方式を示す。図10に示されているように、ドハティPAにおける複数の段を操作することによって、本開示において最終段増幅器において異なる半導体プロセスおよび設計パラメータを使用することによって、利得拡張効果が獲得され得る。知られていることだが、利得圧縮効果は、PAについてよりよく見られる。ドライバ増幅器段において行われる利得圧縮を補正するために、ドライバ段増幅器および最終段増幅器(本開示における多段ドハティPA)の直列配置において利得圧縮の逆特性が使用され得る。概して、ラインアップ設定において最終段増幅器のための設計マージンを残すために、許容できる線形性が獲得され得るように、ドライバ段増幅器があまり強く飽和させられないことになる。既存のソリューションの主要な欠点は、ドライバ増幅器が飽和領域から遠く離れているので、ドライバ増幅器の効率が極めて低いことである。ドライバ増幅器効率寄与がラインアップ設定にとって必須であるので、したがって、ドライバ段増幅器の既存のソリューションにおける配置は、ラインアップ効率向上を限定することになる。 FIG. 10 shows the analog predistortion method in the present disclosure. As shown in FIG. 10, by manipulating multiple stages in Dougherty PA, gain expansion effects can be obtained by using different semiconductor processes and design parameters in the final stage amplifier in the present disclosure. As is known, the gain compression effect is better seen with PA. In order to compensate for the gain compression performed in the driver amplifier stage, the inverse characteristics of the gain compression may be used in the series arrangement of the driver stage amplifier and the final stage amplifier (multi-stage Doherty PA in the present disclosure). In general, the driver stage amplifier will not be saturated too strongly so that acceptable linearity can be obtained in order to leave a design margin for the final stage amplifier in the lineup configuration. The main drawback of existing solutions is that the efficiency of the driver amplifier is extremely low because the driver amplifier is far from the saturation region. Since the driver amplifier efficiency contribution is essential for the lineup configuration, therefore, the placement of the driver stage amplifier in the existing solution will limit the lineup efficiency improvement.

本開示では、適切な利得拡張効果が最終段増幅器において提供され、これは、図10に示されているように、ドライバ増幅器において生じる圧縮効果を補正するように使用され得る。これは、ドライバ増幅器がわずかな圧縮領域下でより多くの電力を引き出すことを可能にし、これは、ドライバおよびラインアップ効率を改善するのを大いに助けることになる。これは、図11に示されているように、本開示におけるサブ増幅器設計を使用することによって完成され得る。 In the present disclosure, a suitable gain expansion effect is provided in the final stage amplifier, which can be used to compensate for the compression effect that occurs in the driver amplifier, as shown in FIG. This allows the driver amplifier to draw more power under a small compression area, which will greatly help improve driver and lineup efficiency. This can be completed by using the sub-amplifier design in the present disclosure, as shown in FIG.

図11に示されているように、最終段増幅器(多段ドハティPA)の利得拡張を使用する新しいラインアッププレディストーション方法が提供される。本開示において前に説明されたように、最終段の多段ドハティPAの利得拡張がドライバ段PAの利得圧縮特性を補償する。この補償は、ラインアップ増幅器全体における3dB圧縮点(P3dB)レベルの増加を生じる。線形性全体に対するP3dBを増加させる効果が獲得され得る。 As shown in FIG. 11, a new line-up pre-distortion method using gain expansion of the final stage amplifier (multi-stage Dougherty PA) is provided. As previously described in the present disclosure, the gain expansion of the final stage multi-stage Doherty PA compensates for the gain compression characteristics of the driver stage PA. This compensation results in an increase in 3 dB compression point (P3 dB) levels throughout the lineup amplifier. The effect of increasing P3dB on overall linearity can be obtained.

図11において、(a)は、線形ドライバ段増幅器および最終段増幅器を使用して構築された既存のソリューションのためのラインアップ設定である。図11において、(b)は、図11(a)中のものと同じ最終段増幅器に勝る、最終段増幅器の利得拡張、提案される構造である。図11(b)からわかるように、本開示は、図15に示されている、ラインアップのAM−AM特性を補償することができる。既存のソリューションと比較して、最終段増幅器の利得圧縮を相殺する利得拡張により、提案されるラインアップ構造の利得特性がより良い線形性を示す。既存のソリューションと比較して、最終段の多段ドハティPAによる利得補償により、プレディストーションされたラインアップの隣接チャネル電力比(ACPR)が改善される。また、相補累積分布関数(CCDF)曲線が、信号がどの程度、およびどのくらいの頻度で平均電力を超えるかを示すことができる。出力信号の電力レベルがP3dB圧縮点を超えると、CCDF曲線はクリッピングされ始め、これは、周波数増幅された信号が圧縮されることを示す。プレディストーションされたラインアップ増幅器のCCDF結果は、既存のソリューションと比較してあまりクリッピングされない。 In FIG. 11, (a) is a lineup setting for an existing solution built using a linear driver stage amplifier and a final stage amplifier. In FIG. 11, (b) is a gain expansion and proposed structure of the final stage amplifier over the same final stage amplifier as in FIG. 11 (a). As can be seen from FIG. 11 (b), the present disclosure can compensate for the AM-AM characteristics of the lineup shown in FIG. Compared with existing solutions, the gain characteristics of the proposed lineup structure show better linearity due to the gain extension that offsets the gain compression of the final stage amplifier. Compared to existing solutions, gain compensation with the final multi-stage Doherty PA improves the adjacent channel power ratio (ACPR) of the pre-distorted lineup. Also, the Complementary Cumulative Distribution Function (CCDF) curve can show how much and how often the signal exceeds the average power. When the power level of the output signal exceeds the P3dB compression point, the CCDF curve begins to clip, indicating that the frequency amplified signal is compressed. The CCDF results of the pre-distorted line-up amplifier are less clipped compared to existing solutions.

本開示の概念は、KeysightのAdvanced Design System(ADS)シミュレーションによって検証され、検証の一例として、図12は、例示的な4段ドハティ設計を示す。 The concepts of the present disclosure have been validated by Keysight's Advanced Design System (ADS) simulation, and as an example of validation, FIG. 12 shows an exemplary 4-stage Dougherty design.

図12では、汎用多段ドハティPA1200は、2つのサブドハティ増幅器1201、1202を含む2ウェイ複合反転ドハティPAである。第1のサブドハティ増幅器1201は、2ウェイ反転ドハティPAであり、第2のサブドハティ増幅器1202は、2ウェイ通常ドハティPAである。その両方が、ターンオンされるべき適切なシーケンスを用いて一緒に組み合わせられる。キャリア増幅器とピーク3増幅器12021とは、トランジスタのコストおよび高電力能力のために、LDMOSプロセスにおいて実装される。ピーク2およびピーク1増幅器は、2次および3次高調波終端をもつ最高PDFのための高効率のためのGaN HEMTプロセスにおいて実装される。異なる経路に入力電力を分配するために使用される(図12ではハイブリッド90として示される)3つのハイブリッドカプラがある。設計の入力側において位相整合を行うためにオフセットラインが使用される。図13は、各サブ増幅器の増幅器供給電流を観測することによる、ターンオンシーケンス(turning on sequence)を示す。 In FIG. 12, the general purpose multi-stage Doherty PA 1200 is a 2-way composite inverting Doherty PA including two sub-Dougherty amplifiers 1201 and 1202. The first sub-dougherty amplifier 1201 is a 2-way inverting doherty PA, and the second sub-dougherty amplifier 1202 is a 2-way normal doherty PA. Both are combined together using the appropriate sequence to be turned on. The carrier amplifier and peak 3 amplifier 12021 are implemented in the LDMOS process due to the cost and high power capability of the transistor. Peak 2 and Peak 1 amplifiers are implemented in a GaN HEMT process for high efficiency for the highest PDF with 2nd and 3rd harmonic terminations. There are three hybrid couplers (shown as hybrid 90 in FIG. 12) used to distribute the input power to different paths. Offset lines are used to perform phase matching on the input side of the design. FIG. 13 shows a turning on sequence by observing the amplifier supply current of each sub-amplifier.

図14は、4段ドハティPAの電力付加効率およびトランスデューサ利得対出力電力を示す。効率曲線は、もはや滑らかなものでないが、印加される高PAPR信号の信号分布ヒストグラムに従って整形されている。これは、電力確率分布のために最適化されているものとして特徴づけられる。また、LDMOSキャリア増幅器からGaN HEMTピーク2ピーキング増幅器への遷移によって引き起こされる利得拡張効果が観測され得る。これは、ドライバ増幅器段が、はるかに高いラインアップ効率を提供するために、飽和まで動作することができるように、ドライバ増幅器を線形化するために使用される。 FIG. 14 shows the power addition efficiency and transducer gain vs. output power of the 4-stage Doherty PA. The efficiency curve is no longer smooth, but is shaped according to the signal distribution histogram of the applied high PAPR signal. It is characterized as being optimized for the power probability distribution. Also, the gain expansion effect caused by the transition from the LDMOS carrier amplifier to the GaN HEMT peak 2 peaking amplifier can be observed. It is used to linearize the driver amplifier so that the driver amplifier stage can operate to saturation to provide much higher lineup efficiency.

図15は、RF出力電力対RF入力電力伝達関数プロットを示す。図15に示されている曲線を用いて、作成される利得拡張効果がより良く理解されよう。 FIG. 15 shows an RF output power vs. RF input power transfer function plot. The gain expansion effect created will be better understood using the curve shown in FIG.

本開示の利点を明らかにし、より良く理解するために、図面を参照しながら、既存のソリューションにおいて存在する問題と本開示の利点の両方が以下で説明される。 In order to clarify and better understand the advantages of the present disclosure, both the problems existing in the existing solution and the advantages of the present disclosure are described below with reference to the drawings.

図8に示されているように、従来のドハティPA設計は、選択性なしに広いバックオフ範囲にわたる一定の高効率のために最適化される。このストラテジーは、特に、極低電力確率範囲について、ある種の浪費を引き起こし得る。しかしながら、本開示は、印加される高PAPR信号のPDFに従ってドハティPA設計パラメータに優先度を付け、それらのパラメータを最適化し、これは、パラメータおよびリソース利用のより良いトレードオフを図ることができる。 As shown in FIG. 8, the conventional Dougherty PA design is optimized for constant high efficiency over a wide backoff range without selectivity. This strategy can cause some waste, especially for very low power probability ranges. However, the present disclosure prioritizes Doherty PA design parameters according to the PDF of the applied high PAPR signal and optimizes those parameters, which can provide better trade-offs in parameter and resource utilization.

さらに、既存のソリューションは、印加される複合信号のPDFのロールオフ特性を考慮しない。従来、ドハティPA設計のためにピーク対平均電力比(PAPR)点のみが考慮される。したがって、信号のPDFの詳細が無視され、たとえば、信号のPDFのスキューが考慮に入れられない。したがって、信号のPDFについて設計パラメータが最適化されなかった。 Moreover, existing solutions do not consider the PDF roll-off characteristics of the applied composite signal. Traditionally, only peak-to-average power ratio (PAPR) points are considered for Dougherty PA design. Therefore, the details of the PDF of the signal are ignored and, for example, the skew of the PDF of the signal is not taken into account. Therefore, the design parameters were not optimized for the PDF of the signal.

さらに、既存のソリューションでは、信号のPDFを無視することにより、ドハティ設計のすべてのサブ増幅器について半導体プロセスが同じである。したがって、コストおよび性能が最大利益まで最適化されないことがある。しかしながら、本開示では、印加された信号のPDFについて必要とされる半導体プロセスが示されており、トランジスタの選択が、コスト効果的なソリューションのためによりフレキシブルであり得る。印加された信号のPDFプロファイルに基づいて、ハイブリッドモードドハティPA設計が実現され得る。 Moreover, in existing solutions, the semiconductor process is the same for all Dougherty-designed sub-amplifiers by ignoring the PDF of the signal. Therefore, cost and performance may not be optimized to maximum profit. However, the present disclosure shows the semiconductor process required for the PDF of the applied signal, and the choice of transistor may be more flexible for a cost effective solution. Based on the PDF profile of the applied signal, a hybrid mode Dougherty PA design can be realized.

さらに、既存のソリューションでは、ドハティPA設計の調整パラメータ/程度が極めて限定される。なぜなら、ドハティPA設計のための異なる出力電力バックオフ範囲について、区分された最適化を有する余地がないからである。しかしながら、本開示では、設計が、異なる出力電力バックオフ範囲について範囲固有であり得る。異なるプロセスおよびパラメータが導入され得、これは、明示的ターゲットをもつ高性能ドハティPA設計、すなわち、信号PDF指向PA設計のためのより多くの調整パラメータ/程度を増加させる。 In addition, existing solutions have very limited tuning parameters / degrees for Dougherty PA designs. This is because there is no room for segmented optimization for different output power backoff ranges for the Dougherty PA design. However, in the present disclosure, the design can be range-specific for different output power backoff ranges. Different processes and parameters can be introduced, which increases the performance Doherty PA design with explicit targets, i.e. more tuning parameters / degree for signal PDF oriented PA design.

最後に、ラインアップ設定では、既存のソリューションにおいて使用されるドライバ増幅器は、極めて線形の領域上で動作しなければならず、最終段から生成されるより多くのひずみを回避し、これは、大いにドライバ効率を限定する。比較して、本開示では利得拡張効果が生成され得、これは、ドライバ増幅器が、より高いドライバ効率を得るために、したがって、ラインアップ効率を改善するために、わずかな飽和領域中に動作することを可能にする。 Finally, in the lineup configuration, the driver amplifier used in the existing solution must operate in a very linear region, avoiding more distortion generated from the final stage, which is much more. Limit driver efficiency. In comparison, a gain-enhancing effect can be produced in the present disclosure, which means that the driver amplifier operates in a small saturation region to obtain higher driver efficiency and therefore to improve lineup efficiency. Make it possible.

実施形態の第2の態様
この実施形態では送信機が提供され、第1の実施形態における内容と同じ内容が省略される。
Second Embodiment of the Embodiment In this embodiment, the transmitter is provided, and the same contents as those in the first embodiment are omitted.

図16は、送信機1600の図を示し、図16に示されているように、送信機は、信号プロセッサ1601と、ドライバ増幅器1602と、多段ドハティ電力増幅器1603とを含む。 FIG. 16 shows a diagram of transmitter 1600, which, as shown in FIG. 16, includes a signal processor 1601, a driver amplifier 1602, and a multi-stage Doherty power amplifier 1603.

信号プロセッサ1601およびドライバ増幅器1602について、既存のソリューションが参照され得、多段ドハティ電力増幅器について、実施形態1が参照され得、これは、実施形態1において詳細に説明されており、したがって、本明細書ではこれ以上説明されない。 Existing solutions may be referenced for the signal processor 1601 and driver amplifier 1602, and embodiment 1 may be referenced for the multi-stage Dougherty power amplifier, which is described in detail in Embodiment 1 and thus herein. Will not be explained any further.

実施形態の第3の態様
これらの実施形態では装置が提供される。
Third Embodiments In these embodiments, the device is provided.

図17は、本開示の一実施形態による装置1700の簡略ブロック図を示す。装置1700は、たとえば、ネットワークデバイスまたは端末デバイスの少なくとも一部として実装され得、特に、たとえば、ネットワークデバイスまたは端末デバイス中に含まれる送信機またはトランシーバの少なくとも一部として実装され得ることが諒解されよう。 FIG. 17 shows a simplified block diagram of the apparatus 1700 according to an embodiment of the present disclosure. It will be appreciated that device 1700 may be implemented, for example, as at least a part of a network device or terminal device, and in particular, for example, as at least a part of a transmitter or transceiver contained within the network device or terminal device. ..

図17に示されているように、装置1700は、通信手段1730と処理手段1750とを含む。処理手段1750は、データプロセッサ(DP)1710と、DP1710に結合されたメモリ(MEM)1720とを含む。通信手段1730は、処理手段1750中のDP1710に結合される。MEM1720はプログラム(PROG)1740を記憶する。通信手段1730は、他のデバイスとの通信のためのものであり、これは、信号を送信/受信するためのトランシーバとして実装され得る。 As shown in FIG. 17, device 1700 includes communication means 1730 and processing means 1750. The processing means 1750 includes a data processor (DP) 1710 and a memory (MEM) 1720 coupled to the DP 1710. The communication means 1730 is coupled to the DP1710 in the processing means 1750. The MEM1720 stores a program (PROG) 1740. The communication means 1730 is for communication with other devices, which can be implemented as a transceiver for transmitting / receiving signals.

装置1700がネットワークデバイスとして働くいくつかの実施形態では、処理手段1750は、入力信号に対する信号処理を実施し、出力信号を獲得するように設定され得、通信手段1730は、出力信号を送信するか、または端末デバイスによって送信された出力信号を受信するように設定され得る。装置1700が端末デバイスとして働くいくつかの他の実施形態では、処理手段1750は、入力信号に対する信号処理を実施し、出力信号を獲得するように設定され得、通信手段1730は、出力信号を送信するか、またはネットワークデバイスによって送信された出力信号を受信するように設定され得る。 In some embodiments in which the device 1700 acts as a network device, the processing means 1750 may be configured to perform signal processing on the input signal and acquire the output signal, and the communication means 1730 may transmit the output signal. , Or may be configured to receive an output signal transmitted by the terminal device. In some other embodiments in which device 1700 acts as a terminal device, processing means 1750 may be configured to perform signal processing on an input signal and acquire an output signal, and communication means 1730 may transmit the output signal. Or can be configured to receive output signals transmitted by network devices.

PROG1740は、関連するDP1710によって実行されたとき、装置1700が、本開示の実施形態に従って動作することを可能にする、プログラム命令を含むと仮定される。本明細書の実施形態は、装置1700のDP1710によって実行可能なコンピュータソフトウェアによって、またはハードウェアによって、またはソフトウェアとハードウェアとの組合せによって実装され得る。データプロセッサ1710とMEM1720との組合せは、本開示の様々な実施形態を実装するように適応された処理手段1750を形成し得る。 PROG1740 is assumed to include program instructions that allow device 1700 to operate in accordance with embodiments of the present disclosure when performed by the associated DP1710. Embodiments herein can be implemented by computer software run by DP1710 of device 1700, by hardware, or by a combination of software and hardware. The combination of the data processor 1710 and the MEM1720 can form processing means 1750 adapted to implement the various embodiments of the present disclosure.

MEM1720は、ローカル技術環境に好適な任意のタイプのものであり得、非限定的な例として、半導体ベースメモリデバイス、磁気メモリデバイスおよびシステム、光メモリデバイスおよびシステム、固定メモリおよびリムーバブルメモリなど、任意の好適なデータ記憶技術を使用して実装され得る。1つのMEMのみが装置1700中に示されているが、装置1700中には、いくつかの物理的に別個のメモリモジュールがあり得る。DP1710は、ローカル技術環境に好適な任意のタイプのものであり得、非限定的な例として、一般用コンピュータ、専用コンピュータ、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)およびマルチコアプロセッサアーキテクチャに基づくプロセッサのうちの1つまたは複数を含み得る。装置1700は、メインプロセッサを同期させるクロックに時間的にスレーブされる、特定用途向け集積回路チップなど、複数のプロセッサを有し得る。 The MEM1720 can be of any type suitable for the local technology environment, and non-limiting examples include any semiconductor-based memory device, magnetic memory device and system, optical memory device and system, fixed memory and removable memory. It can be implemented using suitable data storage techniques. Although only one MEM is shown in device 1700, there may be several physically separate memory modules in device 1700. The DP1710 can be of any type suitable for the local technical environment and, as a non-limiting example, among general computers, dedicated computers, microprocessors, digital signal processors (DSPs) and processors based on a multi-core processor architecture. Can include one or more of. The apparatus 1700 may have a plurality of processors, such as application-specific integrated circuit chips, which are temporally slaved to a clock that synchronizes the main processor.

(図示しない、端末デバイスまたはネットワークデバイスなどの)デバイスが、一実施形態において提供され、デバイスは、装置1700を含み、実施形態の第1の態様および第2の態様における内容と同じ内容は省略される。 A device (such as a terminal device or network device (not shown)) is provided in one embodiment, wherein the device includes device 1700 and the same content as in the first and second aspects of the embodiment is omitted. To.

本明細書で説明される本発明の実施形態は、本明細書で説明されるように、1つまたは複数の従来のプロセッサと、いくつかの非プロセッサ回路とともに、低減された波高率を有するマルチキャリア通信信号を生成する機能の一部、大部分、または全部を実装するように1つまたは複数のプロセッサを制御する、特有の記憶されたプログラム命令とから構成され得ることが諒解されよう。非プロセッサ回路は、限定はしないが、無線送信機と、信号ドライバと、クロック回路と、電源回路と、ユーザ入力デバイスとを含み得る。したがって、これらの機能は、低減された波高率を有する信号を生成するための方法のブロックとして解釈され得る。代替的に、一部または全部の機能は、記憶されたプログラム命令を有しない状態機械によって、あるいは各機能、または機能のうちのいくつかのいくつかの組合せがカスタム論理として実装された、1つまたは複数の特定用途向け集積回路(ASIC)において実装され得る。さらに、当業者は、たとえば、利用可能な時間、現在の技術、および経済的考慮事項によって動機づけられた、場合によっては顕著な努力および多くの設計選択にもかかわらず、本明細書で開示される概念および原理によって導かれると、最小の実験で、そのようなソフトウェア命令およびプログラムならびに集積回路(IC)を生成することが容易に可能であろうことが予想される。 The embodiments of the present invention described herein are multi with one or more conventional processors and some non-processor circuits, as described herein, having a reduced crest factor. It will be appreciated that it may consist of specific stored program instructions that control one or more processors to implement some, most, or all of the functions that generate carrier communication signals. Non-processor circuits may include, but are not limited to, wireless transmitters, signal drivers, clock circuits, power supply circuits, and user input devices. Therefore, these functions can be interpreted as a block of methods for producing a signal with a reduced crest factor. Alternatively, some or all of the functions may be implemented by a state machine without stored program instructions, or each function, or some combination of some of the functions, implemented as custom logic. Alternatively, it can be implemented in multiple application specific integrated circuits (ASICs). In addition, one of ordinary skill in the art is disclosed herein, for example, despite significant effort and numerous design choices motivated by available time, current technology, and economic considerations. Guided by these concepts and principles, it is expected that it will be readily possible to generate such software instructions and programs as well as integrated circuits (ICs) with minimal experimentation.

たとえば、本明細書で説明される例のうちの1つまたは複数が、一般に、プログラマブルタイルのアレイを含む、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)で実装され得る。これらのプログラマブルタイルは、たとえば、入出力ブロック(IOB)、設定可能論理ブロック(CLB)、専用ランダムアクセスメモリブロック(BRAM)、乗算器、デジタル信号処理ブロック(DSP)、プロセッサ、クロックマネージャ、遅延ロックループ(DLL)などを含むことができる。 For example, one or more of the examples described herein may be implemented in a field programmable gate array (FPGA), which generally includes an array of programmable tiles. These programmable tiles include, for example, input / output blocks (IOBs), configurable logic blocks (CLBs), dedicated random access memory blocks (BRAMs), multipliers, digital signal processing blocks (DSPs), processors, clock managers, delay locks. It can include a loop (DLL) and the like.

各プログラマブルタイルは、一般に、プログラマブル相互接続とプログラマブル論理の両方を含む。プログラマブル相互接続は、一般に、プログラマブル相互接続点(PIP)によって相互接続された変動する長さの多数の相互接続線を含む。プログラマブル論理は、たとえば、関数生成器、レジスタ、算術論理などを含むことができる、プログラマブルエレメントを使用して、ユーザ設計の論理を実装する。 Each programmable tile generally contains both programmable interconnects and programmable logic. Programmable interconnects generally include a large number of varying length interconnect lines interconnected by programmable interconnect points (PIPs). Programmable logic implements user-designed logic using programmable elements, which can include, for example, function generators, registers, arithmetic logic, and so on.

プログラマブル相互接続およびプログラマブル論理は、一般に、設定データのストリームを、プログラマブルエレメントがどのように設定されるかを定義する内部設定メモリセルにロードすることによってプログラムされる。設定データは、外部デバイスによって、メモリから(たとえば、外部PROMから)読み取られるかまたはFPGAに書き込まれ得る。その場合、個々のメモリセルの全体的な状態がFPGAの機能を決定する。 Programmable interconnects and programmable logic are generally programmed by loading a stream of configuration data into internally configured memory cells that define how programmable elements are configured. The configuration data can be read from memory (eg, from an external PROM) or written to the FPGA by an external device. In that case, the overall state of the individual memory cells determines the function of the FPGA.

概して、本開示の様々な実施形態は、ハードウェアまたは専用回路、ソフトウェア、論理あるいはそれらの任意の組合せで実装され得る。いくつかの態様は、ハードウェアで実装され得、他の態様は、コントローラ、マイクロプロセッサまたは別のコンピューティングデバイスによって実行され得るファームウェアまたはソフトウェアで実装され得る。本開示の実施形態の様々な態様は、ブロック図として、フローチャートとして、または何らかの他の図式表現を使用して、例示および説明されるが、本明細書で説明されるブロック、装置、システム、技法または方法は、非限定的な例として、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、専用回路または論理、汎用ハードウェアまたはコントローラまたは他のコンピューティングデバイス、あるいはそれらの何らかの組合せで実装され得ることが諒解されよう。 In general, the various embodiments of the present disclosure may be implemented in hardware or dedicated circuits, software, logic, or any combination thereof. Some embodiments may be implemented in hardware and others may be implemented in firmware or software that may be executed by a controller, microprocessor or another computing device. Various aspects of the embodiments of the present disclosure are illustrated and illustrated as block diagrams, as flowcharts, or using some other schematic representation, the blocks, devices, systems, techniques described herein. Or it will be appreciated that the method can be implemented, as a non-limiting example, in hardware, software, firmware, dedicated circuits or logic, general purpose hardware or controllers or other computing devices, or any combination thereof.

例として、本開示の実施形態は、ターゲット現実または仮想プロセッサ上のデバイスにおいて実行される、プログラムモジュール中に含まれる命令など、機械実行可能命令の一般的なコンテキストにおいて説明され得る。概して、プログラムモジュールは、特定のタスクを実施するかまたは特定の抽象データタイプを実装する、ルーチン、プログラム、ライブラリ、オブジェクト、クラス、構成要素、データ構造などを含む。プログラムモジュールの機能性は、様々な実施形態において、必要に応じて、プログラムモジュール間で組み合わせられるかまたは分割され得る。プログラムモジュールのための機械実行可能命令は、ローカルデバイスまたは分散デバイス内で実行され得る。分散デバイスでは、プログラムモジュールは、ローカル記憶媒体とリモート記憶媒体の両方にあり得る。 As an example, embodiments of the present disclosure can be described in the general context of machine executable instructions, such as instructions contained within a program module, executed on a device on a target real or virtual processor. In general, a program module includes routines, programs, libraries, objects, classes, components, data structures, etc. that perform a particular task or implement a particular abstract data type. The functionality of the program modules can be combined or divided between the program modules as needed in various embodiments. Machine-executable instructions for program modules can be executed within local or distributed devices. In distributed devices, program modules can be on both local and remote storage media.

本開示の方法を行うためのプログラムコードが、1つまたは複数のプログラミング言語の任意の組合せで書き込まれ得る。これらのプログラムコードは、プログラムコードが、プロセッサまたはコントローラによって実行されたとき、フローチャートおよび/またはブロック図において指定された機能/動作を実装させるように、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサまたはコントローラに提供され得る。プログラムコードは、完全に機械上で、スタンドアロンソフトウェアパッケージとして、部分的に機械上で、部分的に機械上および部分的にリモート機械上で、あるいは完全にリモート機械またはサーバ上で実行し得る。 Program code for performing the methods of the present disclosure may be written in any combination of one or more programming languages. These program codes are general purpose computers, dedicated computers, or other programmable data processing so that when the program code is executed by a processor or controller, it implements the functions / operations specified in the flowchart and / or block diagram. It may be provided to the processor or controller of the device. The program code may be executed entirely on the machine, as a stand-alone software package, partially on the machine, partially on the machine and partially on the remote machine, or entirely on the remote machine or server.

上記のプログラムコードは、命令実行システム、命令実行装置、または命令実行デバイスによる使用のためのプログラム、またはそれに関するプログラムを含んでいるかまたは記憶し得る、任意の有形媒体であり得る、機械可読媒体上で具現され得る。機械可読媒体は、機械可読信号媒体または機械可読記憶媒体であり得る。機械可読媒体は、限定はしないが、電子、磁気、光学、電磁、赤外線、または半導体の、システム、装置、またはデバイス、あるいは上記のものの任意の好適な組合せを含み得る。 The above program code is on a machine-readable medium, which may be any tangible medium containing or memorizing a program for use by an instruction execution system, an instruction execution device, or an instruction execution device, or a program related thereto. Can be embodied in. The machine-readable medium can be a machine-readable signal medium or a machine-readable storage medium. Machine-readable media may include, but are not limited to, electronic, magnetic, optical, electromagnetic, infrared, or semiconductor systems, devices, or devices, or any suitable combination of the above.

機械可読記憶媒体のより具体的な例は、1つまたは複数のワイヤを有する電気的接続、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読取り専用メモリ(ROM)、消去可能プログラマブル読取り専用メモリ(EPROMまたはフラッシュメモリ)、光ファイバー、ポータブルコンパクトディスク読取り専用メモリ(CD−ROM)、光記憶デバイス、磁気ストレージデバイス、または上記のものの任意の好適な組合せを含むであろう。 More specific examples of machine-readable storage media are electrical connections with one or more wires, portable computer diskettes, hard disks, random access memory (RAM), read-only memory (ROM), erasable programmable read-only memory. It will include (EPROM or flash memory), optical fiber, portable compact disk read-only memory (CD-ROM), optical storage devices, magnetic storage devices, or any suitable combination of the above.

本開示のコンテキストでは、デバイスは、コンピュータシステムによって実行される、プログラムモジュールなど、コンピュータシステム実行可能命令の一般的なコンテキストにおいて実装され得る。概して、プログラムモジュールは、特定のタスクを実施するかまたは特定の抽象データタイプを実装する、ルーチン、プログラム、オブジェクト、構成要素、論理、データ構造などを含み得る。デバイスは、タスクが通信ネットワークを通してリンクされるリモート処理デバイスによって実施される、分散クラウドコンピューティング環境において実施され得る。分散クラウドコンピューティング環境では、プログラムモジュールは、メモリ記憶デバイスを含む、ローカルコンピュータシステム記憶媒体とリモートコンピュータシステム記憶媒体の両方にあり得る。 In the context of the present disclosure, the device may be implemented in the general context of computer system executable instructions, such as program modules, executed by the computer system. In general, a program module can include routines, programs, objects, components, logic, data structures, etc. that perform a particular task or implement a particular abstract data type. The device can be performed in a distributed cloud computing environment where tasks are performed by remote processing devices linked through communication networks. In a distributed cloud computing environment, program modules can be on both local computer system storage media and remote computer system storage media, including memory storage devices.

さらに、動作は特定の順序で示されているが、これは、望ましい結果を達成するために、そのような動作が、示されている特定の順序または連続した順序で実施されること、あるいはすべての例示された動作が実施されることを必要とするものとして理解されるべきではない。いくつかの状況では、マルチタスキングおよび並列処理が有利であり得る。同様に、いくつかの特定の実装の詳細が上記の議論中に含まれているが、これらは、本開示の範囲に対する限定と解釈されるべきではなく、むしろ特定の実施形態に固有であり得る特徴の説明と解釈されるべきである。別個の実施形態のコンテキストにおいて説明されるいくつかの特徴は、単一の実施形態における組合せでも実装され得る。逆に、単一の実施形態のコンテキストにおいて説明される様々な特徴が、複数の実施形態において別々にも実装され、または任意の好適な部分組合せでも実装され得る。 In addition, the actions are shown in a particular order, which means that such actions are performed in the particular order or sequence shown, or all, in order to achieve the desired result. It should not be understood as requiring that the illustrated actions be performed. In some situations, multitasking and parallelism can be advantageous. Similarly, some specific implementation details are included in the discussion above, but these should not be construed as limitations to the scope of the present disclosure, but rather may be specific to a particular embodiment. It should be interpreted as a description of the features. Some features described in the context of separate embodiments may also be implemented in combination in a single embodiment. Conversely, the various features described in the context of a single embodiment may be implemented separately in multiple embodiments, or in any suitable subcombination.

本開示は、構造的特徴および/または方法論的行為に固有の言語で説明されたが、添付の特許請求の範囲において規定されている本開示が、必ずしも上記で説明された特定の特徴または行為に限定されるとは限らないことを理解されたい。むしろ、上記で説明された特定の特徴および行為は、特許請求の範囲を実装することの例示的な形態として開示される。 Although this disclosure has been described in a language specific to structural features and / or methodological acts, the disclosure as defined in the appended claims does not necessarily refer to the particular features or acts described above. Please understand that it is not always limited. Rather, the particular features and actions described above are disclosed as exemplary forms of implementing the claims.

Claims (20)

ネスト2ウェイ反転ドハティサブ増幅器である汎用キャリア増幅器(201)と、
前記汎用キャリア増幅器(201)に接続された、ネストシングルエンドサブ増幅器またはネスト2ウェイ通常ドハティサブ増幅器である汎用ピーキング増幅器(202)と
を備える、多段ドハティ電力増幅器(200)であって、
前記汎用キャリア増幅器(201)と前記汎用ピーキング増幅器(202)とが、2ウェイ反転ドハティ電力増幅器形式で配置された、多段ドハティ電力増幅器(200)。
A general-purpose carrier amplifier (201), which is a nested 2-way inverting Doherty sub-amplifier,
A multi-stage Doherty power amplifier (200) comprising a nested single-ended sub-amplifier or a general-purpose peaking amplifier (202) which is a nested 2-way normal Doherty sub-amplifier connected to the general-purpose carrier amplifier (201).
A multi-stage Dougherty power amplifier (200) in which the general-purpose carrier amplifier (201) and the general-purpose peaking amplifier (202) are arranged in the form of a 2-way inverting Dougherty power amplifier.
前記汎用キャリア増幅器(201)が、サブキャリア増幅器と前記サブキャリア増幅器に接続された第1のサブピーキング増幅器とを備える、請求項1に記載の多段ドハティ電力増幅器。 The multi-stage Dougherty power amplifier according to claim 1, wherein the general-purpose carrier amplifier (201) includes a subcarrier amplifier and a first subpeaking amplifier connected to the subcarrier amplifier. 前記サブキャリア増幅器が、第1の半導体特徴のものであり、前記第1のサブピーキング増幅器が、高調波終端をもつ第2の半導体特徴のものである、請求項2に記載の多段ドハティ電力増幅器。 The multi-stage Doherty power amplifier according to claim 2, wherein the subcarrier amplifier has a first semiconductor feature, and the first subpeaking amplifier has a second semiconductor feature having a harmonic termination. .. 前記第1のサブピーキング増幅器の増幅器効率が、前記サブキャリア増幅器の増幅器効率よりも高い、請求項3に記載の多段ドハティ電力増幅器。 The multi-stage Dougherty power amplifier according to claim 3, wherein the amplifier efficiency of the first sub-peaking amplifier is higher than the amplifier efficiency of the sub-carrier amplifier. 前記汎用ピーキング増幅器(202)が、第2のサブピーキング増幅器を備え、前記第2のサブピーキング増幅器が、前記第1の半導体特徴のものである、請求項4に記載の多段ドハティ電力増幅器。 The multi-stage Doherty power amplifier according to claim 4, wherein the general-purpose peaking amplifier (202) includes a second sub-peaking amplifier, and the second sub-peaking amplifier is characterized by the first semiconductor. 前記サブキャリア増幅器および前記第2のサブピーキング増幅器のバイアス電圧値が正であり、前記第1のサブピーキング増幅器のバイアス電圧値が負である、請求項5に記載の多段ドハティ電力増幅器。 The multi-stage Doherty power amplifier according to claim 5, wherein the bias voltage values of the subcarrier amplifier and the second subpeaking amplifier are positive, and the bias voltage values of the first subpeaking amplifier are negative. 前記サブキャリア増幅器と、前記第1のサブピーキング増幅器と、前記第2のサブピーキング増幅器との間の電力比が、印加される高ピーク対平均電力比(PAPR)信号の電力分布関数(PDF)に従って決定される、請求項5に記載の多段ドハティ電力増幅器。 The power ratio between the subcarrier amplifier, the first subpeaking amplifier, and the second subpeaking amplifier is the power distribution function (PDF) of the applied high peak to average power ratio (PAPR) signal. The multi-stage Doherty power amplifier according to claim 5, which is determined according to. 前記第1の半導体特徴がLDMOSであり、前記第2の半導体特徴がGaN HEMTである、請求項5に記載の多段ドハティ電力増幅器。 The multi-stage Doherty power amplifier according to claim 5, wherein the first semiconductor feature is LDMOS and the second semiconductor feature is GaN HEMT. 前記第1のサブピーキング増幅器の電力利得が、電力利得拡張のための前記サブキャリア増幅器の電力利得よりも大きく、前記サブキャリア増幅器の前記電力利得が所定の圧縮レベルに圧縮され、前記第1のピーキング増幅器の前記電力利得が圧縮されない、請求項3に記載の多段ドハティ電力増幅器。 The power gain of the first sub-peaking amplifier is larger than the power gain of the sub-carrier amplifier for power gain expansion, the power gain of the sub-carrier amplifier is compressed to a predetermined compression level, and the first The multi-stage Doherty power amplifier according to claim 3, wherein the power gain of the peaking amplifier is not compressed. 前記電力利得拡張の特性が、前記多段ドハティ電力増幅器にラインアップでまたはカスケードで接続されたドライバ増幅器へのプレディストーションを実施するように、前記ドライバ増幅器に対する逆特性である、請求項9に記載の多段ドハティ電力増幅器。 The ninth aspect of the present invention, wherein the power gain expansion characteristic is an inverse characteristic to the driver amplifier so as to perform predistortion to the driver amplifier connected to the multi-stage Doherty power amplifier in a line-up or cascade. Multi-stage Doherty power amplifier. 前記汎用ピーキング増幅器(202)が、複数のサブピーキング増幅器を備え、最後段サブピーキング増幅器が、第1の半導体特徴のものであり、前記最後段サブピーキング増幅器を除く他の段のサブピーキング増幅器が、第2の半導体特徴のものであり、前記最後段サブピーキング増幅器を除く前記他の段のサブピーキング増幅器の増幅器効率が、前記最後段サブピーキング増幅器の増幅器効率よりも高い、請求項4に記載の多段ドハティ電力増幅器。 The general-purpose peaking amplifier (202) includes a plurality of sub-peaking amplifiers, the last-stage sub-peaking amplifier is the first semiconductor feature, and the sub-peaking amplifiers of other stages other than the last-stage sub-peaking amplifier are 4. The second semiconductor feature, wherein the amplifier efficiency of the sub-peaking amplifiers of the other stages excluding the last-stage sub-peaking amplifier is higher than the amplifier efficiency of the last-stage sub-peaking amplifier. Multi-stage Doherty power amplifier. 前記サブキャリア増幅器および前記最後段サブピーキング増幅器のバイアス電圧値が正であり、前記第1のサブピーキング増幅器、および前記最後段サブピーキング増幅器を除く前記他の段のサブピーキング増幅器のバイアス電圧値が負である、請求項11に記載の多段ドハティ電力増幅器。 The bias voltage values of the subcarrier amplifier and the last stage subpeaking amplifier are positive, and the bias voltage values of the first subpeaking amplifier and the subpeaking amplifiers of the other stages excluding the last stage subpeaking amplifier are The multi-stage Doherty power amplifier according to claim 11, which is negative. 前記サブキャリア増幅器と、前記第1のサブピーキング増幅器と、前記複数のサブピーキング増幅器との間の電力比が、印加される高ピーク対平均電力比(PAPR)信号の電力分布関数(PDF)に従って決定される、請求項11に記載の多段ドハティ電力増幅器。 The power ratio between the subcarrier amplifier, the first subpeaking amplifier, and the plurality of subpeaking amplifiers is according to the power distribution function (PDF) of the applied high peak to average power ratio (PAPR) signal. The multi-stage Doherty power amplifier according to claim 11, which is determined. 前記第1の半導体特徴がLDMOSであり、前記第2の半導体特徴がGaN HEMTである、請求項11に記載の多段ドハティ電力増幅器。 The multi-stage Doherty power amplifier according to claim 11, wherein the first semiconductor feature is LDMOS and the second semiconductor feature is GaN HEMT. 前記最後段サブピーキング増幅器を除く他の段のサブピーキング増幅器の電力利得が、電力利得拡張のための前記第1のサブピーキング増幅器の電力利得よりも高く、前記最後段サブピーキング増幅器を除く前記他の段のサブピーキング増幅器の各段のサブピーキング増幅器の電力利得が、電力利得拡張のためのその前段の電力利得よりも高く、前記サブキャリア増幅器の前記電力利得が所定の圧縮レベルに圧縮され、前記最後段サブピーキング増幅器を除く前記他の段のサブピーキング増幅器の前記電力利得が圧縮されない、請求項11に記載の多段ドハティ電力増幅器。 The power gain of the sub-peaking amplifiers of the other stages excluding the last-stage sub-peaking amplifier is higher than the power gain of the first sub-peaking amplifier for power gain expansion, and the other stages excluding the last-stage sub-peaking amplifier. The power gain of the sub-peaking amplifier in each stage of the sub-peaking amplifier in the first stage is higher than the power gain of the previous stage for power gain expansion, and the power gain of the sub-carrier amplifier is compressed to a predetermined compression level. The multi-stage Doherty power amplifier according to claim 11, wherein the power gain of the sub-peaking amplifiers of the other stages other than the last-stage sub-peaking amplifier is not compressed. 前記電力利得拡張の特性が、前記多段ドハティ電力増幅器にラインアップでまたはカスケードで接続されたドライバ増幅器へのプレディストーションを実施するように、前記ドライバ増幅器に対する逆特性である、請求項15に記載の多段ドハティ電力増幅器。 15. The characteristic of the power gain extension is the inverse characteristic of the driver amplifier so as to perform pre-distortion to the driver amplifier connected in line or cascade to the multi-stage Dougherty power amplifier. Multi-stage Doherty power amplifier. 前記汎用ピーキング増幅器(202)が、4段ドハティ電力増幅器を形成するための3つのサブピーキング増幅器を備える、請求項11に記載の多段ドハティ電力増幅器。 The multi-stage Doherty power amplifier according to claim 11, wherein the general-purpose peaking amplifier (202) includes three sub-peaking amplifiers for forming a four-stage Doherty power amplifier. 複数のチャネルのベースバンド入力信号に対して信号処理を実施するように設定された、信号プロセッサと、
請求項1から17のいずれか一項に記載の多段ドハティ電力増幅器と
を備える、送信機。
With a signal processor configured to perform signal processing on the baseband input signals of multiple channels,
A transmitter comprising the multi-stage Dougherty power amplifier according to any one of claims 1 to 17.
プロセッサ(1710)と、
前記プロセッサ(1710)によって実行可能な命令を含むプログラム(1740)を含んでいる、メモリ(1720)と、
請求項18に記載の送信機と
を備える、デバイス。
With the processor (1710)
A memory (1720) containing a program (1740) containing instructions that can be executed by the processor (1710).
A device comprising the transmitter according to claim 18.
前記デバイスが、端末デバイスまたはネットワークデバイスである、請求項19に記載のデバイス。 19. The device of claim 19, wherein the device is a terminal device or a network device.
JP2019565377A 2017-07-21 2017-07-21 Multi-stage doherty power amplifier and transmitter Ceased JP2020526948A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2017/093777 WO2019014909A1 (en) 2017-07-21 2017-07-21 Multistage doherty power amplifier and transmitter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020526948A true JP2020526948A (en) 2020-08-31

Family

ID=65016187

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019565377A Ceased JP2020526948A (en) 2017-07-21 2017-07-21 Multi-stage doherty power amplifier and transmitter

Country Status (12)

Country Link
US (2) US11239869B2 (en)
EP (1) EP3656054A4 (en)
JP (1) JP2020526948A (en)
KR (1) KR102373191B1 (en)
CN (1) CN110679082A (en)
AU (2) AU2017423697A1 (en)
BR (1) BR112019022920A2 (en)
CA (1) CA3066643A1 (en)
CO (1) CO2019012073A2 (en)
RU (1) RU2735905C1 (en)
WO (1) WO2019014909A1 (en)
ZA (1) ZA201907223B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7292529B1 (en) 2022-04-22 2023-06-16 三菱電機株式会社 doherty amplifier

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115021685B (en) * 2022-05-11 2023-08-11 锐石创芯(深圳)科技股份有限公司 Doherty power amplifying circuit and radio frequency front end module

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102355198A (en) * 2011-08-01 2012-02-15 深圳大学 Multi-path asymmetrical Doherty power amplifier
US20130127527A1 (en) * 2011-04-29 2013-05-23 Zte Corporation Control method, apparatus of peak amplifier and doherty power amplifier
US20130154731A1 (en) * 2011-12-20 2013-06-20 Nxp B.V. N way doherty amplifier
US20140320214A1 (en) * 2011-12-15 2014-10-30 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Doherty power amplification apparatus and method
US20150180428A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Enhanced and Versatile N-Way Doherty Power Amplifier
US20180183388A1 (en) * 2016-12-23 2018-06-28 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. N-way star configuration power amplifier with peaking amplifier impedance inverters

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU65144A3 (en) 1940-01-07 1944-11-30 Главное управление электрослаботочной промышленности Dougherty Power Amplifier
US6472934B1 (en) * 2000-12-29 2002-10-29 Ericsson Inc. Triple class E Doherty amplifier topology for high efficiency signal transmitters
KR100450744B1 (en) * 2002-08-29 2004-10-01 학교법인 포항공과대학교 Doherty amplifier
DE60231065D1 (en) 2002-12-19 2009-03-19 Ericsson Telefon Ab L M COMPOSITE AMPLIFIER STRUCTURE
JP4351583B2 (en) * 2004-05-21 2009-10-28 株式会社日立製作所 Power steering device
JP4715994B2 (en) * 2004-08-26 2011-07-06 日本電気株式会社 Doherty amplifier parallel operation circuit
US8208874B2 (en) 2006-05-05 2012-06-26 Astrium Limited RF power amplifiers
US20080122542A1 (en) * 2006-11-27 2008-05-29 Gregory Bowles Enhanced amplifier with auxiliary path bias modulation
KR100814415B1 (en) 2007-02-14 2008-03-18 포항공과대학교 산학협력단 Highly efficient doherty amplifier using a harmonic control circuit
US7629844B2 (en) * 2008-01-01 2009-12-08 Intel Corporation Device, system, and method of semi-Doherty outphasing amplification
CN101783652A (en) * 2010-01-18 2010-07-21 顾晓龙 Easy realized multi-stage Doherty power amplifier
KR101124425B1 (en) * 2010-01-20 2012-03-22 포항공과대학교 산학협력단 Distributed Doherty Power Amplifier
EP2403135B1 (en) 2010-06-24 2013-12-11 Alcatel Lucent Power amplifier for mobile telecommunications
JP2012029239A (en) 2010-07-27 2012-02-09 Sumitomo Electric Device Innovations Inc Doherty amplifier
US8576010B2 (en) * 2010-10-19 2013-11-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for a switched capacitor architecture for multi-band doherty power amplifiers
CN102185568A (en) * 2011-04-29 2011-09-14 中兴通讯股份有限公司 Multi-combination power amplifier and realizing method thereof
CN102158176A (en) 2011-04-29 2011-08-17 中兴通讯股份有限公司 Doherty power amplification device and power amplification method
RU125011U1 (en) * 2011-10-13 2013-02-20 Хсинь Юн Чень Ко., Лтд. CONTINUOUS HEATER
US9219444B2 (en) * 2012-08-02 2015-12-22 Imagine Communications Corp. Broadband high efficiency amplifier system and a method of constructing high power amplitude modulated RF signal
US9124217B2 (en) * 2013-05-15 2015-09-01 City University Of Hong Kong Power amplifier
EP3018823B1 (en) * 2013-08-21 2020-05-06 Huawei Technologies Co., Ltd. Balanced doherty power amplifier circuit and wireless transmitter
EP2843832B1 (en) * 2013-08-30 2019-07-31 Ampleon Netherlands B.V. A wideband amplifier
EP2933918B1 (en) * 2014-04-15 2017-11-22 Ampleon Netherlands B.V. Ultra wideband doherty amplifier
US9602098B2 (en) 2015-07-28 2017-03-21 Peregrine Semiconductor Corporation RF switch with bypass topology
CN106487337A (en) * 2015-08-28 2017-03-08 中兴通讯股份有限公司 A kind of multi-channel Doherty amplifier
US9667199B1 (en) * 2016-06-09 2017-05-30 Nxp Usa, Inc. Doherty amplifiers with minimum phase output networks
US10103690B2 (en) * 2016-07-25 2018-10-16 Integrated Device Technology, Inc. Phase, amplitude and gate-bias optimizer for Doherty amplifier
EP3574581A4 (en) * 2017-01-26 2020-12-30 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (PUBL) Apparatus and method for improving efficiency of power amplifier
JP6635358B2 (en) * 2017-02-17 2020-01-22 パナソニックIpマネジメント株式会社 High frequency amplifier

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130127527A1 (en) * 2011-04-29 2013-05-23 Zte Corporation Control method, apparatus of peak amplifier and doherty power amplifier
CN102355198A (en) * 2011-08-01 2012-02-15 深圳大学 Multi-path asymmetrical Doherty power amplifier
US20140320214A1 (en) * 2011-12-15 2014-10-30 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Doherty power amplification apparatus and method
US20130154731A1 (en) * 2011-12-20 2013-06-20 Nxp B.V. N way doherty amplifier
US20150180428A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Enhanced and Versatile N-Way Doherty Power Amplifier
US20180183388A1 (en) * 2016-12-23 2018-06-28 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. N-way star configuration power amplifier with peaking amplifier impedance inverters

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JINGCHU HE ET AL: "A 500-W High Efficiency LDMOS Classical Three-way Doherty Amplifier for Base-Station Applications", 2016 IEEE MIT-S INTERNATIONAL MICROWAVE SYMPOSIUM (IMS), JPN6021036094, US, pages 1 - 4, XP032941157, ISSN: 0004594252, DOI: 10.1109/MWSYM.2016.7540133 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7292529B1 (en) 2022-04-22 2023-06-16 三菱電機株式会社 doherty amplifier

Also Published As

Publication number Publication date
CN110679082A (en) 2020-01-10
US11239869B2 (en) 2022-02-01
US20220158670A1 (en) 2022-05-19
WO2019014909A1 (en) 2019-01-24
KR20190138681A (en) 2019-12-13
ZA201907223B (en) 2021-02-24
RU2735905C1 (en) 2020-11-10
BR112019022920A2 (en) 2020-05-26
KR102373191B1 (en) 2022-03-11
CO2019012073A2 (en) 2020-01-17
EP3656054A1 (en) 2020-05-27
AU2021203810A1 (en) 2021-07-08
CA3066643A1 (en) 2019-01-24
AU2017423697A1 (en) 2019-11-21
EP3656054A4 (en) 2021-03-03
US20200274559A1 (en) 2020-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108432129B (en) Power amplifier control method, device and system
JP6501322B2 (en) Power amplifier, remote wireless unit, and base station
TWI575865B (en) Switchable dual core power amplifier
US20220158670A1 (en) Multistage doherty power amplifier and transmitter
JP5440818B2 (en) Power amplifier and operation method thereof
WO2012146007A1 (en) Doherty power amplifier and implementation method therefor
JP2020526995A (en) Digital Power Amplifier (DPA) System and Digital Dougherty Power Amplifier (DDPA) System
KR102075813B1 (en) Amplifier assembly
US11128259B2 (en) Power amplification apparatus, remote radio unit, and base station
US11146214B2 (en) Multi-channel Doherty amplifier, multi-antenna transmitter, and method for turning on the multi-channel Doherty amplifier
US20100208638A1 (en) Wireless communication apparatus and transmission control method thereof
WO2023230819A1 (en) Digital predistortion method and apparatus
JP5925729B2 (en) Wireless communication apparatus and interference mitigation control method
CN104124930A (en) Double-power mode envelope tracking method
CN114650024A (en) Power amplification method, device, electronic equipment and storage medium

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200110

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20201225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210112

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210409

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210914

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211213

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220517

A045 Written measure of dismissal of application [lapsed due to lack of payment]

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A045

Effective date: 20220927